Текст
                    химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР
%{г^У


Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР Издается с 1965 года № 3 март 1974 ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, В. Е. Жвнрблис, A. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М- Либкин, B. С. Любаров (главный художник), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова Номер оформили художники: Ю. А. Ващенко, С. И. Деулин, Н. П. н М. М. Златковские Главному центру отечественной науки — Академии наук СССР исполняется 250 лет. «Академия наук... всегда ставила на первое место конкретную научную работу, правильную постановку опыта и наблюдения, высокое значение математики в приложении к научным исканиям, точное изучение фактов и их коллективное, по определенной программе собирание»,— это строки из очерка академика В. И. Вернадского «Академия наук в первое столетие своей истории», впервые публикуемого в этом номере журнала (стр. 2) ■ Обнаружена способность термитов усваивать атмосферный азот — ей они обязаны бактериям, живущим в их организме. («Чем жив термит?», стр. 19)И Гипотезу о неорганическом происхождении нефти, выдвинутую Д. И. Менделеевым, можно считать опровергнутой. («Как возникла нефть», стр. 28) ■ В недалеком будущем рецептуру новых духов будут создавать электронно-вычислительные машины («Голубое небо» компьютера», стр. 44) ■ НА ОБЛОЖКЕ — рисунок к заметке «Озвученные семена». Не исключено, что скоро перед посевом семена будут слушать музыку. Эксперименты, поставленные красноярскими специалистами, свидетельствуют о том, что от этого семена быстрее прорастают. НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — фрагмент гравюры, созСан- ной в 1753 г. художником Я. В. Васильевым. Так выглядел Петербург, в котором начала свою деятельность Академия наук.
fcUt. y£* fob £>;£
АН СССР * 1724 — 1974 3 Академия наук в первое столетие своей истории Академик В. И. ВЕРНАДСКИЙ В письме своему ученику профессору Я. В. Самойлову от 28 января 1915 года академик В. И. Вернадский писал: «Сейчас много работаю... В настоящее время... сижу над историческим очерком Академии за 1889— 1914. Но взял вопрос раньше и после—очерк ее истории 1724—1824, как введение к моей главной статье. Переживаю весь ход истории научной мысли в России». Очерк истории Академии в 1724— 1824 годы позднее получил название «Академия наук в первое столетие своей истории», но до сих пор еще не был напечатан. Примечания (авторские и редакционные) даны в конце статьи, на стр. 10. Наша публикация подготовлена научными сотрудниками Архива АН СССР В. С. Неаполитанской и Н. В. Филипповой. В. Н. Татищев, один из образованных и крупных русских людей XVIII века, передает в одной из своих статей разговор, который он вел с Петром Великим в 1724 году, в эпоху создания Академии наук. Татищев пишет: «В 1724 году, как я отправился во Швецию, случилось мне быть у Его Величества в летнем доме; тогда лейб-медикус Блюментрост, яко президент Академии наук, говорит мне, чтоб в Швеции искать ученых людей и призывать во учреждающуюся Академию во профессоры. На что я, рассмеяв- ся, ему сказал: ты хочешь сделать Архимедову машину очень сильную, да подымать нечего и где поставить места нет. Его Величество изволил спросить, что я сказал, и я донес, что ищет учителей, а учить некого, ибо без нижних школ, Академия оная, с великим расходом, будет бесполезна. На сие Его Величество изволил сказать: я имею жать скирды великия, токмо мельницы нет, да и построить водяную и воды довольно в близости нет; а есть воды довольно во отдалении, токмо канал делать мне уже не успеть для того что долгота жизни нашея ненадежна; и для того зачал перво мельницу строить, а канал велел только зачать, которое наследников моих лучше понудит к построенной мельнице воду привести; зачало же того я довольно учинил, что многие школы математическия устроены. А для языков велел по епархиям и губерниям школы учинить, и надеяся, хотя плода я не увижу, но оныя в том моем отечеству полезном намерении не ослабеют» !. В красивой, образной форме Петр в этом разговоре выказал глубокое прозрение в будущее, основанное на крепкой вере в тот народ, в истории которого он играл такую исключительно выдающуюся роль. Он понял происходивший исторический процесс гораздо глубже своего мало- I*
4 АН СССР * 1724 — 1974 В начале 1724 г. Петр I подписал указ об основании в Петербурге Академии наук и художеств. Первое научное заседание Академии состоялось 2 ноября 1725 г., а ее официальное открытие — на торжественном публичном заседании 27 декабря 1725 г. Петр I. Гравюра неизв. художника верного современника В. Н. Татищева. Ибо, передавая через 12 лет, в 1736 году, этот разговор с Петром, Татищев думал, что жизнь подтвердила его опасение и что вера Петра оказалась основанной на недоразумении. С тех пор, с 1724 года, прошло 190 лет, и мы видим, насколько был прав Петр в своем, как ясно видно из этого разговора и других данных, сознательном решении создать Академию наук по типу Парижской Академии наук и Лондонского Королевского Общества. Эта идея зародилась у Петра много раньше 1724 года, и сейчас нам известны исторические свидетельства, указывающие, что она занимала Петра и оставила след в государственных бумагах уже более 200 лет тому назад 2. В долгий период, с 1724 по 1914 год, Академия наук пережила многое. И хотя до сих пор история ее не написана 3, мы все же знаем урывками об огромном ее участии в истории русской культуры и ее значении в истории человеческой мысли и научного знания... В течение долгих 190 лет, то есть в течение 7—8 поколений, Академия наук в общем неуклонно держалась одних и тех же традиций, которые не менялись, несмотря ни на какие внешние и внутренние обстоятельства, даже в те периоды, когда Академия находилась в тяжелом состоянии... Однако и в эти периоды упадка никогда не исчезала из ее жизни старая традиция, и она ярко сказывалась при ее возрождении. Эта неизменно не прерывавшаяся традиция высоких идеалов жизни и деятельности позволяла ей выходить невредимой из испытаний, и эта традиция представляется нам как проявление исторического процесса, когда мы подойдем к научному изучению истории Академии наук. ...Несомненно, Академия, в той или иной мере исполняя и все те задачи, которые ей извне ставились, несколько менялась во внешних формах и проявлениях своей жизни, но по существу она оставалась неизменной, оставалась ученым обществом, ставившим на первое место исследование истины, точное знание, исследовательскую работу, стремление к чистому знанию. В течение 190 лет она неуклонно публично выставляла эти задачи в отчетах и речах своих членов, вела в русском обществе проповедь важности, значения, первенства научной работы для чистого знания перед всякой или наравне со всякой другой целью жизни, правильности и необходимости такой задачи, как функции государственной жизни.
Академия наук в первое столетие своей истории 5 Едва ли можно найти в истории Академии наук период, когда это сознание в ее среде замирало и не имело того или иного публичного выражения. ...Петербургская Академия наук должна быть поставлена в этом отношении наряду с Лондонским Королевским Обществом и с Парижской Академией наук. Ибо, подобно им, она всегда ставила на первое место конкретную научную работу, правильную постановку опыта и наблюдения, высокое значение математики в приложении к научным исканиям, точное изучение фактов и их коллективное, по определенной программе, собирание. Высокое значение, какое придавала Академия наук точному изучению научных фактов, как бы малы и ничтожны они ни казались лицам, стоявшим от нее в стороне, проходило через всю ее историю и несомненно именно оно позволяло ей пережить без всякого ущерба такие периоды в истории научного мышления, когда в науки проникали философские стремления, теологические и моральные построения или гуманитарно-эстетические искания, нередко выходившие за пределы своего законного воздействия и заглушавшие научную конкретную работу... Среди борьбы и смены настроений, изменения состава и характера Академии наук научная деятельность ее продолжала развиваться все время энергично и неизменно, хотя и не одинаково в разных ее областях. На первом месте среди коллективных ее предприятий в первое столетие должна быть поставлена организация естественно-исторических и этнографически-археологических, географических путешествий по России и сопредельным странам. Деятельность эта началась уже с самых первых шагов работы Академии наук, когда она получила огромный и драгоценный научный материал, привезенный в Петербург из долголетнего A717—1724) исследования Сибири посланным туда императором Петром талантливым натуралистом-неудачником Мессершмид- том4. Вскоре ,по основании Академии исследования Сибири, продолжавшие те же планы Петра и даже начатые по его инициативе, получили еще более важное развитие, в котором Академия наук играла важную роль. Они начались одновременно с созданием Академии в 1725 году первой экспедицией Беринга, а затем вылились в одно из величайших мировых научных предприятий XVIII века — в Великую Сибирскую экспедицию A731 — 1741 гг.). В ней крупную роль и огромную научную работу несли академики Миллер, Гмелин, адъюнкт Стеллер и молодые тогда ученые, позже вошедшие в ее состав,— Кра- сильников и Крашенинников. В екатерининское время мы имеем ряд еще более важных научных путешествий всеобъемлющего характера, организованных Академией наук, по всем областям Европейской и Азиатской России, результаты которых до сих пор лежат в основе наших знаний о России, какого бы вопроса мы ни коснулись... Экспедиции могли удасться только потому, что они подобрали и свели весь тот материал иногда почти бессознательной научной работы — коллективного наблюдения и опыта,— который накопился в русском обществе за три — два поколения его вхождения в культурную жизнь европейских народов. В этом смысле большое значение имела выработанная Академией наук программа исследования, явившаяся прямым продолжением тех вопросников и программ, какие рассылались Академией наук в 1720—1760 годах; весь опыт Великой Сибирской экспедиции был здесь использован.
6 АН СССР * 1724—1974 Шлюп «Надежда», иа котором было совершено кругосветное путешествие под руководством И. Ф. Крузенштерна, капитан-лейтенанта русского флота. Путешествие было начато в 1803 и закончено в 1806 г. ...Уже к концу царствования Екатерины II явилось стремление расширить область исследования — в экспедициях кругосветных. Эти стремления получили свое осуществление в тех больших кругосветных путешествиях, которые были осуществлены в эпоху Александра I на средства правительства и графа Румянцева и в работе над которыми Академия смогла принять деятельное участие только после своего возрождения — в полной мере лишь в экспедиции Крузенштерна. ...Другую сторону деятельности Академии представляла работа ее постоянных научных учреждений, непрерывно шедшая все столетие. В первое столетие ее истории развитие их шло медленно и неправильно. Некоторые из учреждений Академии даже -погибли в это время совершенно... Среди таких погибших научных учреждений должны быть отмечены те, которые все же сыграли известную роль в истории научного и культурного развития России и гибель которых не отвечала настоящим и живым потребностям нашей страны. Это были: Ботанический сад, Анатомический театр и Химическая лаборатория. Все эти учреждения возникли в первые десятилетия существования Академии наук. Первые два, несомненно, корнями своими идут значительно дальше, в XVII век, к эпохе создания Кунсткамеры и работы Аптекарского приказа и медицинских учреждений еще Московской Руси 5. Ботанический сад Академии наравне с существовавшим Аптекарским сыграл известную роль в распространении новых растений... Ботанический сад Академии в разных местах Петербурга существовал около 80 лет A734—1815). Он погиб в эпоху глубокого кризиса в Академии, в 1815 году, незадолго до ее начавшегося возрождения... Попытки его восстановить в той или иной форме, сделанные позже, пока не увенчались успехом 6. Не менее печальна была судьба и другого крупного учреждения Академии — Анатомического театра, так как он не оставил по себе настоящего заместителя, если не считать нового анатомического театра в Медицинской академии, а между тем Анатомический театр старой Академии был настоящим ученым исследовательским учреждением, и из него вышел ряд важных работ по анатомии... Созданная было при академиках Ломоносове и Лемане Химическая лаборатория к концу столетия сошла на нет; однако в следующем столетии она вновь возродилась и стала на ноги 7,
Академия наук в первое столетие своей истории 7 ...Как известно, два прообраза Академии наук — Королевское Общество в Лондоне и Академия в Париже — долгое время, а в первое столетие Петроградской Академии и все время не имели в своем распоряжении никаких ученых исследовательских учреждений или музеев, кроме библиотек. Их пример мог действовать на жизнь наших музеев только отрицательно. В Петербургской Академии создание при ней музеев — передача в нее Кунсткамеры и образование специальных лабораторий — Физического кабинета, Химической лаборатории, Анатомического театра, Астрономической обсерватории — было новшеством и давало ей совершенно своеобразный оттенок, не имевший в это время прямой аналогии в Европе. В этом отношении наша Академия наук с самого своего основания была поставлена в положение совершенно исключительное. Она в XVIII веке получила учреждения, которые являлись как неизбежные для Академии лишь в будущие столетия. Понятно поэтому, что необходимость такой организации далеко не сознавалась всеми членами коллегии: музеи и институты, требовавшие средств на свое содержание, не встречали в ней единодушного признания и защиты своих интересов. Многим академикам и лицам, к Академии близким, они казались внешним и ненужным придатком к Академии. За них надо было вести борьбу в своей среде. Понятно поэтому, что их развитие шло медленно... Останавливаясь мыслию на наиболее крупных фигурах Петербургской Академии первого столетия ее существования, нельзя не выделить первым делом знаменитого математика Леонарда Эйлера, швейцарца по происхождению, вошедшего в русскую жизнь и оказавшего огромное влияние на всю историю Академии. Он и Ломоносов были, вероятно, наиболее крупными по своему историческому значению личностями в академической среде с 1725 по 1825 год. Л. Эйлер отдал России лучшие годы своей жизни; он был академиком в течение 27 лет, и в Петербурге были написаны многие из главных его работ... Эйлер создал школу русских математиков и положил прочное начало тому блестящему состоянию математического преподавания и образования в России, которое сказалось уже при его жизни и которое вызвало непрерывный рост творчества в разных областях математических наук в России в по- слеэйлерово время. Но Эйлер вел здесь, в Петербурге, что еще более важно, огромную самостоятельную творческую работу как в области анализа, так и всех тогдашних отделов математики. Он соединял в себе оба направления исследовательской работы в науках математических. Он вел самостоятельную исследовательскую работу в математическом анализе, проникал в неизвестное, создавая новые математические дисциплины, и в то же время своей эрудицией охватывал все математические знания того времени, сводил воедино кропотливую и мелкую работу других, никогда не чуждаясь сам входить, как простой научный рабочий, в исследование научных фактов или научных заданий математической мысли, как бы мелки они ни казались... Знакомясь с летописями академической жизни его времени, поражаешься разнообразию его интересов и исполнявшихся им поручений, а вчитываясь в его замечательные «Lettres a une princesse d'AHemagne» 8, четыре раза изданные в XVIII веке по-русски, останавливаешься в восхищении перед широтой интересов и продуманностью в единое, которое бьет ключом из этого произведения его
8 АН СССР * 1724—1974 досугов, не менее характерного для XVIII века, чем какие-нибудь создания тогдашнего искусства или музыки. В истории Академии Эйлер должен быть упомянут еще и в другом отношении. В течение почти столетия семья Эйлера стояла во главе Академии и сама собою составляла и передавала ту научную традицию ее жизни, о которой указывалось раньше. С 1769 по 1855 год непрерывно, в течение 86 лет, непременными секретарями Академии наук, то есть главными руководителями ее жизни, были его сын (И. А. Эйлер, 1769—1800), муж его внучки (Н. И. Фус, 1800—1825), и его правнук (П. Н. Фус, 1825—1855)... Другая фигура, которая подымается во весь рост в истории нашей Академии в первое ее столетие,— личность М. В. Ломоносова, гораздо более известна России, чем имя Л. Эйлера. Подобно почти всем русским академикам XVIII века, и М. В. Ломоносов вышел из крестьян. Этот стойкий помор всем обязан только себе, своему уму, своей силе воли, своей работе. Окружающему русскому обществу не связанный с ним русский ученый был столь же нов и необычен, как и то учреждение — Академия наук, членом которой он был 23 года, с 1742 по 1765 год, и которому он отдал всю свою жизнь. А между тем мы сейчас видим, что творческая работа его в области физики, геофизики, химии,, минералогии, геологии, гуманитарных наук — истории и языка, его созидательное творчество в выработке русского литературного языка, норм стиха, его деятельность культурно-общественная и художественная проникают всю духовную историю России его времени. История Академии с 1742 по 1765 год теснейшим образом связана с жизнью Ломоносова, который в этот период играл б ней центральную, не раз первую роль. Ломоносов стоял впереди своего времени. Его идеи современникам не были понятны. Молодые выученики следующего поколения смеялись над странностями старомодного ученого, шедшего своим путем, считавшего себя выше крупных светил их времени и признававшего истинными свои воззрения, которые казались им чуть ли не невежественными фантазиями. После смерти Ломоносова прошло 150 лет, и мы видим в нем предшественника современной химии, одного из немногих лиц, в руках которого были в то время точные приемы геологической мысли, первоклассного физика, ученого, стоявшего в действительности в первых рядах ученых первой половины XVIII столетия и своей личностью проникавшего далеко в глубь научной мысли последующих поколений. Он, однако, стоял впереди своего времени не только своей научной мыслью и научной работой; он стоял впереди и своей научной организаторской деятельностью. В этом смысле среди ученых XVIII века Ломоносов является прообразом будущих веков: он является организатором больших научных государственных предприятий, географической карты, морских путешествий, он пытался организовать коллективное изучение минералогии России, научные в ней исследования — путешествия — по определенному плану. И здесь он был столь же оригинален, столь же глубок и ярок, как и в своей научной работе... До конца XVIII века имя Ломоносова переходило в потомство не только как имя поэта или историка, но и как имя ученого естествоведа, стоявшего в первых рядах современников... Его имя и его мысли были забыты через поколение, ...а через 150 лет, к 1913 году, оно ярко и навсегда раскрылось в научном сознании человечества. Едва ли была
Академия наук в первое столетие своей истории 9 с тех пор среди деятелей науки в России более крупная по своим способностям, силам и интенсивности творчества и труда личность, чем личность М. В. Ломоносова. А для истории Академии наук, для всего ее будущего было явлением первостепенного значения то, что Ломоносов вошел в ее рамки и что его гордый и самостоятельный дух в ней провел свой жизненный путь. Счастливый случай бросил его в Академию наук, но этот случай отвечал здесь историческому ходу народной жизни, так как открыл путь величайшему ученому страны в то учреждение, которое в ту эпоху наиболее могло дать простор его силам. Наряду с Эйлером и Ломоносовым из исторического далека выделяются и другие люди, создававшие в то время духовную силу Академии наук. Среди них нельзя здесь не вспомнить неутомимого работника, видевшего зарождение Академии наук, первого ее историка. Это был российский историограф Г. Миллер, немец из Ганновера, отдавший России и Академии всю свою жизнь — он был академиком 50 лет, с 1725 года по 1783. Почти все эти годы он не еыезжал из России, а семья его осталась в России, породнившись с русскими. Заслуги Миллера как по собиранию и сохранению материала для русской истории и географии, так и для критической их разработки огромны. Ему же принадлежит заслуга научной организации исторических архивов и блестящее решение для своего времени задачи создания первых научных и научно-популярных журналов, приучения к ним русского общества. До сих пор труды Миллера, особенно для истории Сибири, не потеряли своего значения, они являются исходными для живой научной работы, к ним до сих пор обращается историк как к научно не устаревшему материалу. Миллер не был творцом нового в теоретической научной мысли, подобно Эйлеру или Ломоносову, но, подобно им, он был проникнут глубоким пониманием научного метода, владел им мастерски, обладая колоссальной работоспособностью. Этим обусловлено нестареющее значение его работ, где если нет широких идей, есть точно установленные критически проверенные факты и их сцепления. Равен Миллеру по своему значению в другой области научного ведения, в области естествознания, П. С. Паллас, бывший членом нашей Академии 44 года, с 1767 по 1811 год. Паллас отличался от Миллера широтой своих научных интересов, попытками научного, глубокого творчества в области искания обобщений в наблюдательных науках, но был сходен с ним колоссальной работоспособностью и точным владением вечными элементами научного метода. Если можно говорить, что старомодные по форме труды Миллера живы до сих пор для нас своим точным содержанием, то еще более смело можно это утверждать для работ Палласа. Они лежат до сих пор в основании наших знаний о природе и людях России. К ним неизбежно, как к живому источнику* обращается географ и этнограф, зоолог и ботаник, геолог и минералог, статистик, археолог и языковед — раз только он столкнется с вопросами, связанными с природой и народами России. Его путешествия, совершенные по поручению Академии наук, являются в своих изложениях неисчерпаемым источником разнообразнейших крупных и мелких, но всегда научно точных данных. Но Паллас в отличие от Миллера был и творцом в областях теоретических обобщении — его значение как теоретика- геолога, физико-географа и биолога даже более высоко и глубоко, чем
10 АН СССР * 1724 — 1974 обычно рисуется в столь мало изученной области знания, какой является история науки в новое время. Паллас до сих пор еще не занял в нашем сознании того исторического места, которое отвечает его реальному значению... Эти четыре фигуры — Эйлер, Ломоносов, Миллер и Паллас — по своей силе и по своему значению могут быть взяты как творцы академической традиции и как яркие представители тех идеалов, какими она неизменно проникнута. Примечания К стр. 3. 1 В. Н. Татищев. «Разговор о пользе наук и училищ». Изд. Н. Попова. М., 1887. —Авт. К стр. 4. 2 Об основании Академии см. работу академика А. С. Лаппо-Данилевского «Петр Великий — основатель Императорской Академии наук в Саикт-Петербурге», Спб., 1914, где приведена литература. — Авт. 3 П. П. Пекарский. «История Императорской Академии наук в Петербурге», тт. I— II. Спб., 1870—1873. —Авт. (После-указанных автором работ в свет вышли: «История Академии наук СССР», тт. I и П. М.-Л., 1958, 1964; Г. А. Князев, А. В. Кольцов. «Краткий очерк истории Академии наук СССР». М.-Л., 1964. — Ред.) К стр. 5. 4 Деятельность Мессершмидта A685— 1735) ждет до сих пор справедливой оценки. Его сохранившиеся дневники не изданы; ими пользовались только исследователи Сибири XVIII и XIX столетий. В них много ценного, и они, как и материалы Великой Сибирской экспедиции («Камчатской»), заслуживают научного издания. — Авт. (Четырехтомное издание дневников Д. Г. Мессершмидта было осуществлено Берлинской Академией наук совместно с Институтом истории естествознания и техники АН СССР; см. «D. G. Messerschmidt, For- schungsreise durch Sibirien. 1720—1727. Berlin, 1962—1969». О путешествии Д. Г. Мессершмидта см. также исследование М. Г. Новлянской «Даниил Готлиб Мессершмидт и его работы по исследованию Сибири». Л., 1970. — Ред.) К стр. 6. 5 Может быть, не будет ошибочным и зачатки лаборатории — ее такое раннее -учреждение в истории Академии — связать с аптекарскими навыками старой Руси: все три учреждения имели корни в одной потребности — врачевании. В Академии они приняли лишь научный облик. — Авт. 6 Хронологические рамки существования сада уточнены В. Л. Некрасовой. См. «К истории Ботанического сада АН (На Васильевском острове, 1735—1812)». «Советская ботаника», 1945, т. 13, № 2. Ботанический сад в системе Академии наук был вновь создан только в 1945 г., в ознаменование 220-летия Академии наук, на территории Останкинского парка в Москве. Когда в Ленинграде в 1931 г. был открыт Ботанический институт, в его состав вошел Ботанический сад, ведущий свою историю от Аптекарского огорода. — Ред. 7 Химическая лаборатория, созданная М. В. Ломоносовым в 1748 г., была первой химической лабораторией в России. Ломоносов работал в ней до 1757 г.; его сменил У. Сальхов, а академик И. Г. Л ем а и приступил к работе в химической лаборатории в 1761 г. — Ред. К стр. 7. 8 «Письма о разных физических и фнлозо- фических материях, писанные к некоторой немецкой принцессе, с французского языка на российский переведенные Степаном Ру- мовским, Академии наук членом...» — Ред.
Академия наук в первое столетие своей истории И На рисунках — быт коренных жителей Камчатки. Эти рисунки — лишь крупицы огромного труда Степана Петровича Крашенинникова в первой научной экспедиции,, В которой участвовала только что созданная Академия наук. Его судьба схожа с судьбой Ломоносова: простолюдин, воспитанник той же Славяно-греко-латинской академии. В экспедиции академик Иоганн Георг Гмелин быстро отличил двадцатилетнего «студента Академии наук» за знания и трудоспособность и поручил ему самостоятельные исследования Камчатки, послав его туда вместо себя. Крашенинниковское «Описание земли Камчатки» не утратило своей ценности по сей день, такими точными были его наблюдения — географические, этнографические, ботанические. Он был труженик, человек разносторонней эрудиции, сделал, например, добротный перевод сочинения Квинта Курция «История Александра Великого». Достойный сотоварищ Ломоносова, второй академик — русский.
>vW<2
Проблемы и методы современной науки 13 1 ь 1>2, ИЛИ что такое синергизм Кандидат химических наук С. Г. КАРА-МУРЗА До недавнего времени наука занималась почти исключительно тем, что расчленяла сложные явления на более простые и затем изучала лежащие в их основе закономерности. Сейчас же внимание исследователей все чаще обращается к сложным системам. Дело в том, что системы, состоящие из многих простых элементов, свойства которых известны, часто ведут себя не так, как можно было бы ожидать, представив целое только суммой составных частей. Такое отклонение свойств сложных систем получило название кооперативного, или синергического эффекта, то есть буквально эффекта совместного действия. Удивительная особенность синергизма заключается в том, что это явление имеет крайне общий характер: с ним можно встретиться не только в химии, биологии, медицине, но даже и в социологии. Ученые разных специальностей называют этот эффект подчас по-разному. Но почему бы не называть одно и то же явление, встречающееся в различных научных областях, одним и тем же словом? Для стабилизации полимеров широко используют антиоксиданты — вещества, тормозящие развитие реакций радикального окисления. На практике очень часто пользуются смесями антиокси- дантов, так как их совместное действие оказывается более действенным. Ниже в таблице приведены данные, позволяющие сравнить эффективность двух разных антиоксидантов вместе и порознь. Антиоксидаит Концентрация (в %) Стабилизирующая эффективность (в условных единицах) Хромат свинца (А) Фенол (В) А+В 5 0,5 5+0,5 12 12 53 Для понимания сути синергизма весьма показателен такой факт. Органические основания-мономеры способны катализировать реакцию гидролиза сложных эфиров. Но если произвести полимеризацию, то эффективность катализатора резко возрастает и может стать сопоставимой с -эффективностью природных ферментов. Этот результат объясняется тем, что полимерные цепи
14 Проблемы и методы современной иауки приобретают пространственно упорядоченную структуру, способствующую более быстрому протеканию реакции. Давно известно, что смесь разных спиртных напитков обладает более сильным опьяняющим действием, чем каждый из компонентов в отдельности. Это тоже случай синергизма. Пока что изучены сравнительно простые парные модели. Например, если этиловый спирт содержит 3—5% у-оксибутиролактона (который присутствует во многих винах — правда, в меньшей концентрации), то его опьяняющее действие становится в 4—5 раз более сильным. Интересно, что у-оксибутиролактон является нормальным продуктом обмена веществ головного мозга, причем его концентрация в клетках связана с состоянием человека. Не исключено, что именно этим и объясняется известный факт: индивидуальный порог опьянения может значительно меняться в зависимости от обстоятельств. Заметим, что спирт проявляет синергический эффект при совместном действии с успокаивающими и снотворными препаратами — это может даже привести к смерти. Синергизм играет, наверное, заметную роль и в нашем восприятии вкуса. Умелое использование этого явления отличает искусного повара от дилетанта. Любопытный факт: всем известный сахарин обладает очень сладким вкусом, но он «невкусен» — крысы не желают пить его раствор. Если же добавить к такому раствору немного глюкозы, то сладость сахарина становится приятной и крысы охотно его пьют. Объектом интенсивных исследований стала так называемая чудо-ягода, произрастающая в Центральной Африке. Сама она не имеет особого вкуса. Но если ее пожевать, то через несколько минут кислое пальмовое вино и пресные маисовые лепешки начинают казаться удивительно вкусными. Жители этих мест с давних пор широко используют это свойство чудесной ягоды. В «Капитале» К. Маркс с поразительной ясностью показал значение синергизма в важнейшем социальном процессе — труде. Он писал: «Подобно тому как сила нападения эскадрона кавалерии или сила сопротивления полка пехоты существенно отличны от суммы тех сил нападе-
1 + 1 >2, или что такое синергизм 15 ния и сопротивления, которые способны развить отдельные кавалеристы и пехотинцы, точно так же и механическая сумма сил отдельных рабочих отлична от той общественной силы, которая развивается, когда много рук участвует одновременно в выполнении одной и той же нераздельной операции... Здесь дело идет не только о повышении путем кооперации индивидуальной производительной силы, но и о создании новой производительной силы, которая по самой своей сущности есть массовая сила». Синергические эффекты возникают в любой человеческой деятельности, в том числе и научно- исследовательской. Группы исследователей, в которых удалось создать условия для проявления сильных синергических эффектов, обнаруживают продуктивность во много раз выше средней. Преимущества групповой работы особенно сказались в последние десятилетия, когда научные и технические проблемы стали требовать комплексного подхода, совместного участия ученых и инженеров разных специальностей. Это, в свою очередь, повлекло за собой существенную перестройку самой организации научной и конструкторской работы: создаются новые типы структур научных учреждений, где в одном коллективе объединяются специалисты многих профессий. Традиционное разделение работников по специализированным отделам как раз и не давало проявиться синергическому эффекту. Синергические эффекты возникают и при совершенствовании орудий труда. Ведь когда вместо группы независимых станков создается поточная линия, это приводит к резкому повышению производительности. Подобная тенденция наблюдается сейчас и в научном приборостроении: вместо отдельных аппаратов создаются целые системы, причем следующим шагом служит соединение таких систем с ЭВМ. В результате продуктивность труда ученого многократно повышается и даже более того— качественно изменяется стиль его работы. К сожалению, бывает и так, что синергический эффект такого рода не проявляется там, где он в принципе возможен. Так, традиционная система распределения приборов по институтам, а в институтах — по лабораториям приводит к расчленению систем, к исчезновению синергизма. Важнейшими каналами, по которым ученые по-
16 Проблемы и методы современной науки лучают необходимую информацию, служат личные контакты и научная литература. Специалисты в области научно-технической информации пришли к выводу, что эти два канала при совместном использовании обнаруживают синерги- ческий эффект — при тех же затратах труда и времени дают гораздо больше информации, чем при независимом, некоординированном использовании. Если уж продолжать говорить об информации, то следует помянуть и создаваемые ныне системы, позволяющие человеку непосредственно общаться с ЭВМ, вести с ней непрерывный диалог. Такие системы сулят чрезвычайные выгоды; достаточно сказать, что сейчас производятся специальные исследования на тему «Поиск условий, в которых проявляется синергический эффект при взаимодействии человека с ЭВМ». В области социальных явлений синергические эффекты, по-видимому, особенно остро проявляются при взаимодействии мотивов и стимулов, определяющих поведение человека. Как часто мы упускаем^ эти эффекты из виду — перечисляем стимулы, оцениваем приблизительно силу каждого и подсчитываем их сумму... А реальная социальная система в результате синергизма ведет себя вовсе не так, как мы вычислили, ее поведение кажется нам иррациональным, совершенно необъяснимым. Это необходимо учитывать при создании систем стимулирования в организационной практике. Бывает, что незначительное изменение какого-то стимула (скажем, материального) дает очень большой эффект. Это даже вызывает неприятное удивление: ведь не может же быть человек так корыстолюбив! Но, наверное, дело тут вовсе не в корыстолюбии. Просто в преобразованном виде этот стимул стал давать с другими стимулами эффект синергизма. И наоборот: известны случаи, когда существенное изменение материального стимула приводило к мизерным результатам; это могло быть следствием отсутствия синергизма. Значит, нельзя преувеличивать значение отдельного стимула, вырванного из системы. Итак, мы перечислили несколько весьма разнородных примеров, когда взаимодействие факторов приводит к качественно новому результату — назвав это явление синергизмом, к какой бы об-
1 + 1>2, иди что такое синергизм 17 ласти науки это явление ни относилось. Но в чем причина этого явления? Разве может что-то возникнуть из ничего? Понять сущность синергизма проще всего, пожалуй, вспомнив один из первых химических примеров: повышение каталитической активности основания при полимеризации. Сам по себе мономер обладает реальной способностью к катализу, но лишь потенциальной, скрытой способностью соединяться в длинные цепи. В полимере эта скрытая способность реализуется, в результате чего и возникает синергический эффект. Иначе говоря, синергизм заключается в том, что скрытые возможности каждого отдельно взятого элемента системы проявляются в результате их объединения. Это верно не только для химии, но и, по-видимому, для биологии, медицины, социологии... Конечно, мы не всегда можем предвидеть наличие этих скрытых возможностей в отдельных элементах и удивляемся, когда их объединение в систему дает неожиданный эффект. Можно даже сказать, что называя этот эффект общим термином, мы сознаемся, что ничего не знаем о нем по существу... Глубокое изучение конкретных случаев позволяет понять, что система существенно отлична от составляющих ее элементов. И поэтому зада- - ча иследователя должна заключаться не только в том, чтобы досконально изучать те или иные объекты, но и в том, чтобы искать скрытые в них до поры до времени возможности.
18 Последние известия Молекулярные генераторы электричества Получено прямое доказательство того, что под действием света на липид- ной мембране, инкрустированной ферментом, генерируется мектрический потенциал. Эксперименты выполнены в отделе биоэнергетики Межфакультетской лаборатории биоорганической химии МГУ. Работа велась в рамках исследовательского проекта «Родопсин», в котором, кроме МГУ, участвуют Институт биофизики АН СССР и Институт биооргаии- ческой химии АН СССР. Руководитель проекта академик Ю. А. Овчинников. В последние годы в биоэнергетике острые дискуссии вызывала гипотеза П. Митчела о том, что трансформация энергии в клеточных мембранах всегда проходит через стадию образования трансмембранной разности электрических потенциалов. Советские биохимики много сделали для доказательства этой гипотезы и развития новых представлений в биоэнергетике (см. «Химию и жизнь», 1972, № 12). Но существующие способы измерения разности потенциалов на биологической мембране довольно сложны, и для подтверждения гипотезы были желательны прямые эксперименты. Теперь у исследователей появилась система, позволяющая просто и наглядно проверить новые представления. Эта система — мембраны бактерий, обитающих в соляных озерах. Эти мембраны удобны тем, что содержат только один белок — бактериородопсин. (Интересно, что белок того же типа содержится в сетчатке глаза животных и человека.) Бактериородопсин и способность солелюбивых бактерий усваивать энергию света обнаружил американский исследователь У. Стокениус. В 1973 г. Э. Ракер начал собирать искусственные мембранные пузырьки из фосфолипидов, инкрустированных бактериородопсином, и из ферментов, способных синтезировать АТФ. Ракер освещал эти пузырьки светом и констатировал, что в системе начинает вырабатываться АТФ. Но оставалось неясным, возникает ли при этом трансмембранное электрическое поле. Выяснить это удалось в отделе биоэнергетики МГУ, которым руководит профессор В. П. Скулачев. Бактериородопсин для опытов представила группа сотрудников Института биофизики, возглавляемая профессором Л. П. Каю- шиным. Эксперимент заключался в следующем. Перегородка из тефлона разделяет два раствора. В ней имеется отверстие диаметром около миллиметра. Оно затянуто мембраной, состоящей из липидов и бактериородопсина. В растворы опущены электроды, соединенные с вольтметром. На мембрану направляют луч света, и вольтметр регистрирует появление разности потенциалов: более 100 милливольт. Как возникает разность потенциалов? По-видимому, под действием энергии света через мембрану переносятся ионы водорода. И на одной стороне мембраны накапливается положительный заряд, на другой — отрицательный. Опыт нагляден и убедителен. Это один из первых случаев, когда биохимики держат в своих руках очень простую биологическую машину, способную прямо преобразовывать световую энергию в электрическую. В. ЧЕРНИКОВА
Последние известия 19 Чем жив термит? Способность питаться атмосферным азотом обнаружена у термитов — этим свойством насекомые обязаны неизвестной пока бактерии, обитающей в их организме. Известно, что на пище, лишенной азота, ничто живое существовать не может. Тем поразительнее оказались наблюдения, о которых сообщил журнал «Nature» A973, т. 244, № 5418). Доктор Дж. Бреэнак и его коллеги по Висконсин- •скому университету (США) выкармливали термитов на одной только фильтровальной бумаге. Основу этой пищи составляет полисахарид целлюлоза, а азотсодержащие вещества присутствуют-в бумаге лишь в виде незначительных примесей. И тем не менее термиты благоденствовали. Возникло подозрение, что они черпают азот из воздуха. Но как им это удается? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи проверили нитрогеназную активность термитов. Нитрогенаэа — это фермент, встречающийся у всех бактерий, способных фиксировать азот воздуха. Фермент восстанавливает атмосферный аэотг присоединяя к «нему водород—в результате атом азота становится доступным для биохимических превращений. Интересно, что нитрогеназу легко обмануть, она не делает разницы между азотом и ацетиленом и легко присоединяет водород к ацетилену, восстанавливая его до этилена. Это позволяет легко определять нитрогеназную активность любой биологической системы. В стеклянный сосуд помещали по пятьдесят термитов Coptotermes formosanus, добавляли туда немного ацетилена и оценивали, сколько этилена наработают насекомые. Оказалось, что его количество пропорционально количеству исходного ацетилена и числу насекомых. Где же в организме термитов искать нитрогеназу? Когда насекомым скормили фильтровальную бумагу, пропитанную антибиотиками, способность восстанавливать ацетилен у них полностью пропала. Одновременно из крайних отделов кишечника исчезли бактерии. Отсюда следует, что бактерии кишечника как раз и содержат нитрогензу, они, а не сам термит, усваивают атмосферный азот. Теперь среди этих бактерий предстоит разыскать ту, которая содержит фермент нитрогенаэу. Описанные опыты проводили на термитах-«рабочих». Когда же исследовали термитов-«солдат», то оказалось, что они почти ме усваивают атмосферный азот. И это понятно: «солдаты» в отличие от «рабочих», самостоятельно добывающих себе пищу, имеют в термитнике кормилиц, которые снабжают их богатой азотом пищей. Опыты Брезнака открывают возможность контролировать численность термитов, воздействуя на аэотфиксирующие бактерии насекомых. Это важно, так как, поедая деревянные строения, термины ежегодно наносят урон, оцениваемый по планете в миллиард и более долларов. Но термиты и полезны: они разрыхляют и аэрируют почву, участвуют в переработке сложных углеводов. Стимулируя их азотфик- сирующую активность, можно получать и немало проку. А. МАТВЕЕВ
a Won T1- L-C ''л» f.A»t//j4C,4iy. J? M»ft* / i „«« r,fH *Л„ V*".
Вещи и вещества 21 Достойными описания бывают не только судьбы людей. Немало увлекательнейших рассказов написано о судьбах вещей. Мы же попытаемся составить краткое жизнеописание бензола, в котором главное место занимает ожесточенная, хотя н бескровная борьба идей, более ста лет сопровождавшая изучение этого вроде бы простого органического вещества. Биография, великий литературный жанр, превращена поколениями безвестных канцеляристов в анкету. Но не станем осуждать анкету: ответы на ее вопросы могут послужить хорошей основой для составления литературной биографии... Итак, перед нами — анкета бензола, в котором вопросом первым является ПРОИСХОЖДЕНИЕ Один из наиболее известных предков бензола, бензойная кислота, выделен из росного яванского ладана еще в незапамятные времена. Корень «бенз», присутствующий в этом названии, пришел из арабского наименования ладана «лубан джави», претерпев, как считает А. Азимов, следующие метаморфозы: лубан джави —►■ лу банджави —>- бан- джави —>■ бенджамин —>- бенджо- ин —у бензоин. Последнее название впервые упоминается в 1650 го- ДУ- Но не бензойной кислоте обязан своим рождением бензол — их близость была установлена позже. Впервые он был выделен из каменноугольного газа, который в начале прошлого века осветил улицы туманного Лондона. По образному выражению историка науки М. А. Блоха, бензол родился в результате борьбы света с мраком, газового фонаря — со свечой. Из этой борьбы газовое освещение не сразу вышло победителем. Если Вальтер Скотт жаловался: «Мир перевернулся, Лондон будет освещаться угольным дымом», то фабриканты, занимавшиеся производством свечей, попросту уничтожали газовые фонари. Да и сами консервативные лондонцы явно не спешили делать выбор в пользу новшества. Мало того, что светильный газ был не слишком благовон- нььм, он еще имел обыкновение после непродолжительного хранения в железных цилиндрах полностью терять свою способность давать при горении яркий свет... Разрешением последней проблемы занялся великий английский физик М. Фарадей. Он обратил внимание на то, что на дне цилиндров со светильным газом собирается прозрачная жидкость, имеющая своеобразный запах и горящая ярким коптящим пламенем. Тщательно изучив эту жидкость, Фарадей определил ее важнейшие физические константы, молекулярный вес и формулу С6Н6. Но, вопреки традиции, не дал новому веществу названия. День доклада Фарадея Королевскому обществу об открытии нового углеводорода, 16 июня 1825 года, и можно считать днем рождения бензола. Так, безымянным, это соединение и вошло в свое ДЕТСТВО Детство было затянувшимся. Целых 9 лет понадобилось для того, чтобы подобрать младенцу имя. Еще 31 год ушел на то, чтобы прийти к первой гипотезе о химическом строении углеводорода из светильного газа. В *ру пору наибольшим авторитетом пользовалась немецкая школа химиков. Поэтому на открытие физика, да к тому же еще и англичанина, научная общественность не обратила особого внимания. Тем
22 Вещи и вещества более что это было время ожесточеннейших споров, крушения устоявшихся теоретических представлений и создания новых; шаг за шагом химики приближались к пониманию строения органических соединений. Тут было не до еще одного нового углеводорода, пусть и несколько загадочного... Но рано или поздно обстоятельные немцы все же взялись за дело. В 1834 году Э. Митчерлих перегнал бензойную кислоту с известью и получил то же самое вещество, что и Фарадей. Действительно, английский физик не ошибся, даже формулу предложил верную. Но Митчерлих не мог позволить себе оставить новое вещество безымянным. Впрочем, тут и думать было нечего: от бензоина — к «бензину»! Знаменитый Ю. Либих, редактор одного из самых влиятельных в то время химических журналов «Liebigs Annalen der Chemie», внес в название этого вещества свои коррективы. Напоминания о ладане (корня «бенз») мало, решил он; должно быть ясно, что вновь открытый углеводород принадлежит к классу масел (по-немецки — 01). Так бензол стал бензолом, а бензином впоследствии стали называть одну из легких нефтяных фракций. Надо сказать, что французские химики сочли несправедливым предавать забвению тот факт, что вещество с формулой СбНб было впервые выделено из светильного газа. В 1837 году О. Лоран предложил называть его не бензолом, а фенолом (от греческого файно — свет). Но редактировал «Annalen» все-таки Либих, и на страницах его журнала не нашлось места для фенола. Бензол остался бензолом, а корень «фен» стали впоследствии использовать для обозначения производных этого вещества (как известно, название «фенол» впоследствии тоже пригодилось — так именуют одно из простейших производных бензола С6Н5ОН). За всеми этими терминологическими спорами был как-то забыт главный вопрос: а что же все-таки представляет собой новый углеводород? С помощью существовавших в то время теоретических представлений существование углеводорода такого состава никак не удавалось объяснить; к тому же само вещество было не так-то просто получать. Среди химиков продолжало сохраняться отношение к бензолу как к малозначительной экзотике. Поэтому только в сорокалетнем возрасте завершилось детство бензола и началось его ОТРОЧЕСТВО По мере накопления фактического материала химики с возрастающим удивлением стали замечать, что остаток бензола («фенил»!) встречается очень уж во многих органических соединениях. Число таких веществ катастрофически множилось, и в конце концов их пришлось выделить в особую группу. В честь яванского ладана вещества, содержащие остаток бензола, стали называть ароматическими, хотя уже в ту пору среди них чаще всего встречались далеко не благовонные экземпляры. Но структура ароматических соединений продолжала оставаться загадочной: инерция мысли не позволяла химикам поставить под сомнение принцип, согласно которому атомы, соединяясь в молекулы, образуют только незамкнутые цепи. А соединить в гакую цепь шесть атомов углерода и шесть атомов водорода никак не удавалось... Только в 1865 году загадка строения бензола была, казалось решена. Молодой, но уже достаточно известный немецкий химик Ф. Кекуле выдвинул предположение, что бен-
Биография бензола 23 зол представляет собой симметричную циклическую структуру, в которой простые связи чередуются с двойными: к -- Г I к Так бензолу выпала честь открыть новую страницу в теории строения органических веществ — с той поры циклические структуры получили в химии права гражданства *. Впрочем, предложенная Кекуле циклическая формула бензола была принята далеко не сразу. Смущало одно обстоятельство. Формула Кекуле предусматривала существование, например, вот таких изомеров: 6хб В то же время экспериментально такие изомеры не удалось обнаружить даже после самых тщательных поисков. Поэтому одно за другим посыпались новые предложения. Например, в 1867 году одновременно по- * Согласно одной версии, мысль о циклической структуре Кекуле подали обезьяны, сцепившиеся хвостами и лапами. явились две новые формулы бензола (К. Дьюара и А. Клауса): Ф А через два года — еще одна (А. Ладенбурга): Но все эти попытки, несмотря на их бесспорную оригинальность, не могли решительно исправить положение. Вместе с тем, формула Кекуле выглядела более привычно для химика того времени, и ею етродол- жали пользоваться, причем чем дальше, тем все чаще. Чтобы теория не расходилась с практикой, Кекуле в 1872 году предположил, что его формула действительно верна, но ожидаемые изомеры не удается обнаружить из- за того, что углеродные атомы в молекуле бензола очень быстро колеблются (осциллируют), в результате чего каждый из них оказывается попеременно связанным то простой, то двойной связью, то с одним, то с другим соседом: 0-0
24 Вещи и вещества Поэтому, хотя ожидаемые изомеры и существуют, отделить их друг от друга невозможно. (Впоследствии стали говорить об осцилляции не углеродных атомов, а связей между ними, но это не изменило сути дела.) Этой гипотезе Кекуле нельзя было отказать в остроумии. Однако все новые и новые экспериментальные данные продолжали подводить химиков к мысли о том, что в действительности в бензоле... нет ни простых, ни двойных связей. Но если связи и не простые, и по двойные, то какие же? Может быть, «полуторные»? И вот на рубеже XIX и XX веков немецкий химик И. Тиле предположил, что при образовании двойной связи между атомами их сродство (то есть в современном понимании валентность) затрачивается не полностью, часть его остается как бы неизрасходованным. По Тиле, такое остаточное (или парциальное, от латинского pars — часть) сродство и определяет способность органических молекул к реакциям присоединения. Например, молекулу этилена Тиле изображал так (пунктиром изображены остаточные валентности): f 9 Но у бензола простые и двойные связи чередуются, и остаточные валентности замыкаются друг на друга: В результате различие между простыми и двойными связями сглаживается, причем одновременно молекула теряет склонность к реакциям присоединения, весьма характерным для соединений с двойными связями. Так закончилось затянувшееся на тридцать четыре года отрочество бензола и началась его ЮНОСТЬ Рассказ о ней начнем с небольшого отступления. Первые же годы нового столетия стали эпохой великих потрясений в естествознании, проходивших под знаменем физики. Создание квантовой механики и теории относительности не только перевернуло устоявшиеся представления о физической картине мира, но и открыло для точных наук новые области приложения. Недаром в конце двадцатых годов В. Гейзен- бсрг произнес слова, ставшие девизом физиков последующих поколений: «...за несколько лет мы разделаемся с химией и возьмемся за биологию». Правда, с биологией пришлось повременить, потому что химия не позволила с собой очень уж быстро разделаться. Первоначально физика скромно претендовала только на интерпретацию химических идей, не выдвигая собственных. Вот пример. Одна из гипотез, рожденных химией, была высказана в России перед первой мировой войной. Специалист по синтезу красителей профессор В. Л. Измаильский предположил, что в некоторых случаях, когда вещество может существовать в двух по-разному окрашенных нестабильных формах, истинная структура молекулы оказывается промежуточной: именно ею, а не двумя предельными взаимопревращающимн- ся структурами определяются наблюдаемые физические и химиче-
Биография бензола 25 ские свойства вещества. Измаильский предложил называть такие промежуточные состояния мезофор- мами (от греческого мезос -— средний), но не мог достаточно строго обосновать свою гипотезу, и поэтому она не обратила на себя особого внимания современников. Но в 1916 году американец Г. Льюис высказал предположение, согласно которому в органических молекулах атомы связаны между собой парами электронов. Это позволило англичанину К. Ингольду в 1926 году гальванизировать представление о мезоформах, вложив в него наглядный физический смысл. По Ингольду, в мезоформах электронные пары, образующие химические связи, смещены относительно тех положений, которые они должны были бы занимать, если бы реальная молекула имела именно то строение, которое изображалось на бумаге. Скажем, в бензоле электронные пары, образующие двойные связи, смещены в сторону электронных пар, образующих простые связи, в результате чего в молекуле не оказывается ни простых, ни двойных связей в классическом понимании. Если обозначать * такое смещение электронных пар изогнутыми стрелками, то формулу бензола следует записать так: Но хотя теория мезомерии Ин- гольда и позволила привести многие структурные формулы в согласие с экспериментом (кстати, химики-органики и по сей день широко пользуются изогнутыми стрелками для обозначения смещения электронных пар), она имела лишь качественный характер и к тому же не могла объяснить причины, заставляющие электронные пары смещаться. И вот, наконец, физиками был сделан первый серьезный шаг на пути к тому, чтобы действительно «разделаться» с химией. В 1927 году англичане В. Гайтлер и Ф. Лондон описали с помощью уравнений квантовой механики простейшую химическую связь — а именно связь между двумя атомами водорода. Конечно, это достижение может показаться более чем скромным на фоне тех задач, в решении которых нуждалась органическая химия. И все же именно эта работа знаменовала рождение новой науки квантовой химии, поскольку послужила толчком к рождению идеи о дело- кализации, обобществлении электронов. В скором времени метод Гайтле- ра и Лондона был' распространен на более сложные молекулы, а с 1931 года их заокеанский коллега Л. Полинг начал использовать методы квантовой механики для объяснения химических фактов. Причем одной из первых молекул, подвергшихся квантово-механическо- му исследованию, вновь оказался бензол. Тут необходимо вновь сделать небольшое отступление. Краеугольный камень квантовой механики — уравнение Э. Шредингера — содержит -некую величину я|\ называемую волновой функцией. Ее физический смысл заключается в том, что квадрат модуля я|э равен вероятности нахождения электрона в данной области пространства. А от распределения электронов, как мы знаем, зависит характер химической связи. Эта функция аддитивна: ее можно представить в виде линейной комбинации, наложения (суперпозиции) любого числа других волновых функций. Например, в виде су-
26 Вещи и вещества перпозиции двух функций i|?i и -фг- ^ = ci*i + С<$ъ (С\ и Сг — коэффициенты, сумма квадратов которых равна единице). Теперь — внимание. Любая молекула состоит из определенного числа атомов, каждый из которых может завязать определенное число связей. Пользуясь этой информацией, мы можем написать не одну структурную формулу, а несколько. Например, для бензола таких формул пять: осе (Две из этих формул соответствуют бензолу Кекуле, а три — бензолу Дьюара.) Чтобы не путать эти умозрительные структуры с действительными формулами, их условились называть валентными схемами. Но для каждой валентной схемы можно написать свою волновую функцию и вычислить коэффициент С, зависящий от того, насколько энергетически выгодна соответствующая структура. Например, для бензола Кекуле этот коэффициент равен 0,39, а для бензола Дьюара — 0,073. Суперпозиция этих отдельных г|э-функций как раз и даст волновую функцию, описывающую реальную молекулу — в нашем случае молекулу бензола. Сложение волновых функций, приводящее к волновой функции, описывающей реальное устойчивое состояние системы, формально напоминает возникновение резонанса при сложении колебаний. Поэтому и был введен термин «квантово-ме- ханический резонанс», а теория, разработанная Полингом, получила название теории резонанса. Вот слово и произнесено. Читатели, знакомые с историей химии (или участники этой истории), должны помнить, что лет двадцать пять назад у химиков слово «резонанс» было чуть ли не ругательным. Подумать только, приписывать одному веществу сразу несколько структур! Да что несколько — для антрацена, например, их число достигает несколько сотен! Разве это не чистейшей воды идеализм? А вместе с тем спор решался предельно просто: ведь валентные схемы и структурные формулы — вовсе не одно и то же. Физики это понимали, а вот химики — не всегда. Кто-то заметил по этому поводу, что ситуация напоминала ту, в которой очутился средневековый зоолог, открывший носорога, но описавший его как помесь дракона с единорогом, считавшихся в его время реально существующими... Иначе говоря, «резонансщикам» нельзя было вменять в вину то, что они в своих теоретических построениях пользовались традиционной химической символикой. Но лучше ли было, если бы они выдумали собственный способ изображения химических связей? Борьба с теорией резонанса, представлявшая по сути дела борьбу с ветряными мельницами, принесла науке немало вреда. Но что поделаешь: если отрочество — пора исканий, то юность — пора заблуждений. Рано или поздно для бензола должна была наступить ЗРЕЛОСТЬ Что же все-таки приобрел бензол от содружества химии с физикой?
Биография бензола 27 Основное приобретение заключалось в том, что в его структуре простые и двойные связи были окончательно упразднены, и формулу бензола стали изображать так: Кружок в центре символизирует так называемые делокализованные электроны, то есть электроны, как бы размазанные по всему бензольному кольцу. Такое изображение, конечно, условно, как и все предыдущие, но оно находится в согласии со всей суммой как химических фактов, так и современных физических представлений о сущности химической связи. Обратите внимание на то, сколь причудливо шли исследователи к этой структуре. Она вобрала в себя и бензол Кекуле, и бензол Дьюара, и бензол Тиле, и мезомерную структуру Ингольда... Истинной оказалась, если можно так выразиться, суперпозиция всех гипотез, выдвигавшихся на протяжении ста с лишним лет. Но хотя структура бензола и перестала быть загадочной, исследователям еще хватит работы. Синтезируются и изучаются различные бензолоподобные структуры; получен даже неорганический аналог бензола — боразол. Каждое из вновь получаемых веществ преподносит исследователям новые сюрпризы. Поэтому бензолу и его потомкам не грозит старость — они, наверное, всегда будут оставаться в счастливой поре зрелости, ибо процесс познания бесконечен. ЧТО ЧИТАТЬ О БЕНЗОЛЕ И ЕГО ИСТОРИИ 1. К. ШОРЛЕММЕР. Возннкновенне и развитие органической химии. ОНТИ, Харь ков, 1937. 2. Г. В. БЫКОВ. Август. Кекуле. Очерк жизни и деятельности. Изд. «Наука», М., 1964. 3. Т. ПИКОК- Электронные свойства ароматических и гетероароматнческих молекул. Изд. «Мир», М., 1969. 4. Л. М. ПРИТЫКИН, И. Я. ФОКИН. Теория резонанса в органической химии и философии. Сб. «Химическая технология». Изд. ХГУ, Харьков, вып. 16, 1969. 5. И. Г. БОЛЕСОВ. Валентные изомеры бензола. «Успехи химии», 1968, т. 37, вып. 9, с. 15—67.
Проблемы и методы современной науки 29 Как возникла нефть Член-корреспондент АН СССР Н. Б. ВАССОЕВИЧ, кандидат геолого-минералогических наук Л. И. ФЕРДМАН Почти сто лет продолжался ожесточеннейший спор о происхождении нефти. Одни ученые считали, что она образовалась в результате распада остатков живых организмов, населявших в древности нашу планету, другие были убеждены, что она образовалась в ходе процессов, не имеющих никакого отношения к жизнедеятельности. Сколько бы доводов в пользу органического происхождения нефти ни выдвигали сторонники этой гипотезы, им всегда находила возражения противная сторона, и наоборот... СПОР ЗАТЕЯЛ МЕНДЕЛЕЕВ Гипотезу неорганического происхождения нефти выдвинул Д. И. Менделеев. Вот что он писал об этом в «Основах химии»: «Так как при сухой перегонке дерева, водорослей и т. п. растительных остатков, равно как и при разложении жиров действием жара (в закрытых сосудах), образуются углеводороды, сходные с нефтяными, то первее всего мысль обращается к этим источникам нефтеобразова- ния. Но гипотеза происхождения нефти из растительных остатков требует непременно угля как главного остатка разложения; нефть же встречается в Пенсильвании и Канаде в пластах силурийских и девонских, угля не заключающих и отвечающих эпохе, еще не богатой организмами... ...При подъеме горных хребтов должны образоваться на вершинах трещины, отверстые кверху, а при подошве гор трещины, отверстые книзу... и чрез них вода должна получать доступ так глубоко внутрь земли, как в норме (на равнинах) быть этого не может. Нахождение нефти именно в предгорьях хребтов составляет главное наведение приводимой далее гипотезы. Другим основным поводом для нее служило соображение о средней плотности земли... Нечто тяжелое, содержащееся внутри земли, должно быть распространенным не только на ее поверхности, но и во всей солнечной системе, потому что все заставляет считать солнце и планеты произошедшими из одного материала; по гипотезе же Лапласа и Канта, наиболее вероятной, даже можно думать, что земля и планеты суть лишь отрывки солнечной атмосферы, успевшие уже много охладиться и дать полужидкие внутри и твердые снаружи массы, образующие планеты и спутников. На солнце же, из тяжелых элементов, особо много железа, как показывает спектральный анализ... Поэтому, вероятно, и внутри земной массы находится много железа в металлическом виде... Уголь же был в том же положении... и он также мало летуч, а сродством к железу обладает... От взаимодействия железо и
30 Проблемы и методы современной науки уголь должны были дать углеродистое железо, и оно должно сохраниться накаленным внутри земли. А от действия воды, особенно соленой, углеродистое железо и может дать нефть СпН2п. Примерное равенство этого образования будет следующее: 3FemCn + 4mH20 = = mFe304 (окалина, магнитная окись) + С3|1Н8т... ...Я обрабатывал кристаллический марганцевистый чугун (с 8% углерода)... кислотою и получил жидкую смесь углеводородов, по запаху, виду и реакциям совершенно такую же, как и природная нефть». ЧТО МЫ ЗНАЕМ СЕГОДНЯ Полвека назад выдающийся советский нефтяник, академик И. М. Губкин, сказал о карбидной теории Менделеева, что самые главные возражения она встречает со стороны геологии ввиду полного ее несоответствия с основными данными геологического характера... Еще менее основательными представляются доводы Менделеева сегодня, когда строение нашей планеты изучено многими точными методами. В свете современных данных глубинные земные породы не содержат карбидов металлов; к тому же представляется совершенно невероятным существование разломов земной коры, проникающих в мантию и даже ядро на глубину в 2900 километров. Это возражения с точки зрения геологии. А нет ли возражений с точки зрения биологии и химии? Сейчас можно считать достоверно установленным, что жизнь на нашей планете возникла по меньшей мере три миллиарда лет назад, и поэтому нет ничего удивительного в том, что нефть удается обнаружить в древнейших породах. При разложении органических веществ вовсе не обязательно образуются углистые остатки, а при взаимодействии карбидов металлов с водой получаются углеводороды, далеко не схожие с углеводородами нефти... Вещества, входящие в состав нефти, сами по себе свидетельствуют о своем происхождении. М. Кальвин, один из крупнейших современных биохимиков, занимавшихся вопросом происхождения нефтн, пишет: «Число вариантов для построения углеводородов из пяти атомов углерода ограничено. Для CsHi2 возможны только три нециклические структуры... Если бы эта группа пентанов возникала из метана путем дегидрогенизации, протекающей случайным образом, то существовала бы смесь всех трех изомеров, со- состав которой зависел бы от условий их образования... По мере увеличения молекулярного веса углеводородов число возможных изомеров (структур с одинаковым атомным составом) значительно возрастает. Для С10Н12 возможно 75 изомеров; если бы они действительно возникали случайным образом, то в природе должны были бы существовать все 75 изомеров. Для соединения С20Н42 возможно уже 366 319 изомеров, то есть 366 318 структур, отличных от фитана С20Н42. Однако в природе встречаются всего два или трн изомера этого соединения. Столь высокая степень специфичности образования веществ в природе убедила многих исследователей в том, что эти особенности действительно характеризуют остатки биологической деятельности в древних осадочных отложениях и что они не могли возникнуть никаким небиологическим способом». О бесспорно биологическом происхождении соединений углерода, содержащихся в древнейших земных породах, свидетельствует его изотопный состав. Дело в том, что в природе существуют два изотопа углерода — 12С и 13С, причем в жн-
Как возникла иефть 31 S,3c МОРСКИЕ КАРБОНАТЫ | ОКЕАНИЧЕСКИЕ БИКАРБОНАТЫ С ZjZD АТМОСФЕРНЫЙ С02 Gj3 111 П L [^МОРСНИЕ ВОДОРОСЛИ 1 | I И П МОРСКИЕ БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ К УГОЛЬ ТТЛ НАЗЕМНЫЕ РАСТЕНИЯ |^Ч^^4^^^ КЕРОГЕН ИЗ МОРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ \{/Й?,///МЛ НЕФТЬ ИЗ МОРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ НЕФТЬ ИЗ ПРЕСНОВОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 +5 Живые существа содержат меньше тяжелого изотопа углерода 13 С, чем неорганические карбонатные породы и углекислота воздуха. Относительный дефицит тяжелого изотопа |б 13С), определенный для различных горючих ископаемых и нефти, однозначно свидетельствует об их происхождении из органических веществ вых организмах изотопа 13С меньше, чем в минералах. Дефицит изотопа ,3С в нефти однозначно говорит о ее связи с живой природой. СВИДЕТЕЛИ ПРОШЛОГО Природные вещества, распадаясь, дают совершенно определенный спектр соединений; по этим ископаемым остаткам можно восстановить строение исходных молекул, подобно тому как палеонтолог восстанавливает по нескольким найденным костям облик давно исчезнувшего животного. Вот какие выводы позволила сделать молекулярная палеонтология о строении «веществ, давших в результате распада нефть. Прежде всего в нефти были найдены порфирины; эти комплексные полициклические соединения были обнаружены также в асфальтах — продуктах дальнейшего превращения нефтей — ив углях. Порфирины могли образоваться лишь в результате распада хлорофиллов и родственных им пигментов, содержащихся в растениях. Из нефти удалось выделить все вещества, образующиеся в ходе распада хлорофиллов, в частности не только «головку» молекулы, но и ее зигзагообразный «хвост» *. Кроме порфиринов в нефти найдены углеводороды, возникшие в результате распада стероидов — веществ, крайне характерных для живых организмов; типичные представители этой группы соединений — холестерин и фитостерин. Найденные в нефти фенантрены (фенан- трен, 1-метилфенантрен, 2-метилфе- нантрен) не имеют заместителей в * Такие характерные молекулы получили название «химических ископаемых», или «хемофоссилий». Нередко их именуют также «биологическими метками» (биосемамн) и уподобляют отпечаткам пальцев.
32 Проблемы и методы современной науки положениях 4 и 5 ароматического ядра, что, в частности, служит подтверждением их происхождения из стероидов и близких к ним тритер- пеноидов. К таким же приметным «химическим ископаемым» относятся также флуорены (монометилфлуорен, ди- метилфлуорен, триметилфлуорен, 1,2-бензфлуорен); их предшественниками могли быть алкалоиды. О биогенной природе исходного вещества нефти свидетельствуют также содержащиеся в ней изопре- ноидные углеводороды. Помимо хлорофиллов их источником могли быть также фосфолипиды и каро- тиноиды. Некоторые изопреноидные углеводороды наследуются нефтью вообще без каких-либо изменений. Это относится, например, к пристану, который был найден как в нефти, так и в составе липидов морских веслоногих рачков, составляющих иногда 60—90 процентов зоопланктона. Естественно предположить, что каротиноиды послужили источником ароматических углеводородов нефти. Например, эксперименты показали, что при нагревании всего лишь до 110° С р-каротин распадается, давая начало толуолу, ксилолу, 2,6-диметилнафталину и другим подобным веществам. Присутствие в нефти какого-нибудь вещества, способного возникнуть из природных органических соединений, конечно, еще бы ничего не доказывало. Но таких веществ насчитывается множество, и о случайном совпадении не может быть и речи. Возникнуть же в результате обработки нагретого чугуна водой такие сложные молекулы никак не могли... стно еще очень мало. Но было бы неверно утверждать, что долгий спор о происхождении нефти, начатый с легкой руки открывателя Периодического закона, был бесплодным. Как всякий спор, он привлек внимание научной общественности к самому предмету, что способствовало накоплению новых и новых знаний. Проблема происхождения нефти перестала быть проблемой: задача исследователей сводится теперь главным образом к уточнению отдельных фактов, имеющих частный характер. Ошибка Менделеева легко объясняется тем, что в его время о составе нефти и строении Земли было изве-
Как возникла нефть 33 Молекулярная палеонтология позволяет восстанавливать облик веществ, из которых обрвэоввлвсь нефть. Нв схеме изображены молекула хлорофилла и возникающие из нее в результате распвда порфирины и углеводороды 2 «Химия и Жизнь» № 3
34 Гипотезы Земля — большой кристалл? Н. Ф. ГОНЧАРОВ, В. С. МОРОЗОВ, В. А. МАКАРОВ После открытия срединно-океанических подводных хребтов и разломов стала быстро развиваться так называемая теория плит. Сторонники этой теории утверждают, что земная кора сшита из огромных плит, стыки между которыми они сравнивают со «швами иа бейсбольном мяче». Подобным сравнением пользовался еще древнегреческий философ Платон. Может показаться странным, что шарообразная форма Земли удовлетворяет далеко не всех геологов и геофизиков. Многим необходима угловатая, как кристалл, модель планеты, которая облегчила бы понимание законов, формировавших лик Земли. В конце прошлого века геологи А. Грин и А. Лаппарен сравнивали фигуру нашей планеты с четырехгранником (тетраэдром), а в шестидесятых годах нашего века профессора Ленинградского университета Б. Л. Лич- ков и И. И Шафрановский — с восьмигранником (октаэдром). Почему же Земля может быть похожей на кристалл? Б. Л. Личков объяснял это тем, что при формировании планеты из скопления астероидов гигантское кристаллоподоб- ное тело (например, додекаэдр — многогранник из двенадцати пятиугольников) могло служить переходной формой к сфероиду планеты. Остаточные структуры этого многогранника, по его мнению, могли сохраниться в теле планеты до наших дней. В поисках следов этих структур мы долго и кропотливо сопоставляли геологические особенности Земли и очаги геофизических аномалий сначала с додекаэдром, а потом и с икосаэдром (многогранник из двадцати треугольников). Совместив ось додекаэдра с осью глобуса и вращая вокруг нее многогранник, мы заметили, что когда два его ребра совпадают с тянущимся вдоль Атлантики знаменитым Срединно-Атлантическим подводным хребтом, то остальные срединно- океанические хребты и гигантские нарушения земной коры совпадают с другими ребрами додекаэдра. Если увеличить число граней в гипотетическом кристалле Земли, если совместить с осью глобуса икосаэдр, то с его ребрами совпадут те хребты и разломы, которые не совпадали с гранями додекаэдра. Все это недвусмысленно говорит о том, что тектоническое строение земной коры очень близко к двум этим многогранникам. Геологические структуры как бы вписываются в них. Мы предположили, что в теле нашей планеты существует нечто вроде кристаллической или, скорее, силовой решетки и свойства планеты, как и в кристалле, наиболее активно проявляются в узлах решетки и вдоль ее ребер. В самом деле, практически вся вулканическая и сейсмическая активность Земли сосредоточена на стыках плит, а значит, иа ребрах наших многогранников. Магнитное поле тоже вписывается в их конфигурацию. Более того — в узлах нашей системы (см. рисунки на стр. 36—37) расположены все мировые центры максимального и минимального атмосферного давления, а также постоянные районы зарождения ураганов. И что самое странное — постоянные ветры предпочитают дуть вдоль ребер системы.
Земля — большой кристалл? 35 Кстати, споры о влиянии солнечной активности иа погоду уже улеглись, это стало общепризнанным. И ие любопытно ли, что районы, получающие максимум, солнечной радиации, тоже облюбовали узлы системы. Самые большие «солнечные зайчики» блестят в узлах 1, 17 и 41. Узлы нашей системы напоминают мигающий светофор: сначала активно функционируют одни, а другие ведут себя тихо, потом картина меняется. Есть основания полагать, что это происходит через определенные интервалы времени. Геолог В. И. Авииский, которого мы познакомили с нашей моделью, отметил, что фигура Земли вовсе ие идеальный шар, а так называемый кардиоид, с выпуклостью и выемкой, и что оба эти отклонения точно совпадают с узлами иа глобусе. Весьма символично, что в одном из этих районов, в Габоне (узел 40), недавно обнаружили «природный атомный реактор», который действовал 1,7 миллиарда лет назад. Благодаря своеобразным геологическим условиям концентрация изотопа 235U здесь достигла уровня, необходимого для начала цепной реакции. В недрах Земли непрерывно идут химические реакции, идет грандиозный обмен веществом. Почти всегда этот обмен сопровождается электрическими явлениями. Часто один минерал выступает в роли анода, другой — катода. А во влажной среде действует подобие электролитической ваины: мииералы-аноды растворяются, образуя новые соединения, а на минералах-катодах накапливаются самородные, чистые элементы или их окислы. Специалисты Всесоюзно- го научно-исследовательского института методики и техники георазведки (Ленинград) пробовали усилить естественные электрохимические процессы, воткнув в грунт рядом с рудным месторождением электроды под постоянным током. Электрохимический обмен получил, стимул, элементы устремились к электродам. Таким способом можно узиать, руды каких металлов есть поблизости. Более того, предполагают так добывать металлы из недр (уже действуют опытные установки!) и даже создавать искусственные месторождения. 2* Значит, на ребрах кристалла, в узлах системы с их геофизическими аномалиями может быть очень активная миграция химических элементов земной коры. Крупные залежи полезных ископаемых обычно приурочены к разломам или складкам коры, которые часто идут вдоль ребер кристалла. Поэтому ие надо удивляться тому, что богатейшие месторождения расположены в согласии с линиями иа глобусе. Так, многие металлогенические и нефтяные пояса тянутся вдоль ребер системы. В ее узлах также богатые залежи, например гигантское Тюменское нефтяное месторождение (узел 3). Может, наша додекаэдроикоса- эдровая система для геологов, геофизиков н геохимиков имеет ие только чисто теоретический интерес? Глобальные геологические структуры лучше всего видны из космоса. И в самом деле, иа космических снимках уже зафиксированы некоторые ребра и узлы системы в виде линейных и круговых геологических образований. Так, космонавт В. Севастьянов пишет, что Уральская складчатая страна идет намного южнее, чем это обозначено иа картах. Она тянется почти до Персидского залива, а ведь ребро нашего икосаэдра именно так и идет. Из космоса зафиксирован и гигантский разлом от Марокко до Пакистана, который тоже расположился вдоль ребра икосаэдра (от 20 к 12). Просматривая цветные снимки, сделанные с кораблей «Джемини», мы своими глазами увидали три узла системы: Марокко B0), Калифорния A7) и у Флориды A8). Здесь точно в расчетных местах четко выделяются круговые геологические структуры диаметром 200— 350 км. Вероятно, земной кристалл сильно влияет и на биосферу планеты, на образование геохимических и биогеохимических провинций. Так, в центрах европейской и азиатской граней икосаэдра B и 4) расположились две обширные биогеохимические провинции, в которых в почвах недостает одних элементов и слишком много других. Поэтому там обостряется естественный отбор среди растений и животных. Эти два и многие другие
36 Гипотезы узлы системы в свое время послужили цент- кал D), три четверти видов животных и ра- рами возникновения видов растений: лесной, стений которого пе встречаются больше пи- степной и тропической флоры. Кроме того, где в мире. в некоторых узлах и вдоль ребер есть аио- Орнитологи утверждают, что птицы чув- малии живого мира. Например, озеро Бай- ствуют магпитиое поле Земли. Не поэтому
Земля — большой кристалл? 37 ли главнейшие районы зимовки птиц и лежат в узлах системы (например, 12, 20 и 41)? И человек как элемент биосферы не мог избежать влияния земного кристалла. В узлах системы со времен палеолита могло быстрее идти развитие культур. Это предположение вроде бы подтверждается тем, что древние очаги культур — Древний Египет, протоиндийская цивилизация в Мохенджо- Даро, Северная Монголия, древняя ирланд-
38 Гипотезы екая культура, древнее Перу, остров Пасхи и многие другие — расположены в узлах нашей системы. Весьма любопытно, что комплекс знаменитых египетских пирамид в Гизе с большой точностью соответствует одному расчетному узлу системы A). Поразительно, что, принимая пирамиды за исходную точку, систему можно построить точнее, чем по геолого-геофизическим ориентирам. Разумеется, все сказанное о гипотетической деятельности земного кристалла требует всесторонней проверки. Но нельзя же просто так отмахнуться от странных совпадений геофизики и геохимии с линиями на глобусе! По поводу «большого кристалла» Геологов все сильнее привлекают зоны и узлы нашей планеты с длительным проявлением геохимической и тепловой активности. Это явление свидетельствует о системе аномалий в строении Земли и заставляет искать причины такой неоднородности. Интерес к проблеме усиливает еще и то, что во многих случаях выявлена приуроченность крупных месторождений полезных ископаемых к этим активным зонам. В честности, в сентябре 1973 года в Бухаресте на Международном вулканологическом симпозиуме чехословацкий учёный Я. Ку. тина сделал доклад о «Планетарной сети разломов и ее значении для прогноза рудных месторожений». По наблюдениям Кутины, узлы этой сети расположены на равных расстояниях друг от друга. Авторы статьи «Земля — большой кристалл?» предлагают свое объяснение первопричин возникновения симметричных аномалий. Следует, однако, сразу внести ясность: профессор И. И. Шафрановский справедливо подчеркивал, что Земля в целом не может рассматриваться как однородный кристаллический многогранник (монокристалл). Причина же предполагаемого сходства заключена в том, что и поверхность земного шара, и поверхность кристаллического тела формировались по принципу минимума поверхностной энергии. Только с учетом этой поправки гипотезу авторов можно считать правомерной. Из числа доказательств, приводимых авторами для обосновани я гипотезы, дл я меня как геолога наиболее интересны совпадения сторон многоугольников со срединными океаническими хребтами, а также близость некоторых углов к крупнейшим рудным узлам (например, Серро де Паско в Южной Америке). Соответствуют нынешним представлени ям геологов и металлогенистов н высказывания авторов о периодической активизации узлов системы. Действительно, в истории развития Земли неоднократно (и периодически) наступали этапы так называемой «тектоно-магма- тической активизации», когда особенно оживлялись «ослабленные» участки в теле планеты. Правомерно и заключение о том, что участки с повышенной против фона активностью (теп. ловой, геохимической и пр.) прямо или косвенно влияют на биологические явления. Однако уподобление процессов, протекающих в земной коре, процессам, шедшим в опытах с электродами, вряд ли достаточно обоснованно, так как процессы в земной коре несомненно сложнее. По всей вероятности, авторы правильно нащупали некоторые узловые проблемы наук о Земле. Но их гипотеза может быть лишь одним из возможных истолкований накопленных наукой фактов о (симметрично расположенных?) аномалиях в строении нашей планеты. Доктор геолого- минералогических наук М. ФАВОРСКАЯ
Химические профессии Слово о факультете Каков бы ни был конкурс в Менделеевке, больше всего заявлений всегда подается на Физхнм. Было время, когда поступающие, за редким исключением, не знали даже, чему их там будут учить. Названия кафедр скрывал цифровой код. На то были причины: Фнз- хим стал первым в стране факультетом, который готовил инженеров-технологов для атомной промышленности, и это обстоятельство необходимо было сохранять в тайне. Поступающие знали только, что на Физхиме готовят химиков для самых новых, самых современных отраслей промышленности и науки. Этого было достаточно, чтобы молодежь рвалась на Фнзхим. Но Физхнм был придирчив. Отбирал лучших из лучших. И при этом уже в процессе учебы отсеивал больше студентов, чем прочие факультеты. Но и это не отпугивало. Новый набор студентов, и снова больше всего заявлений — на Физхим. Я зиал студента, вылетевшего с первого курса Физхима, хотя школу он кончил с медалью. После армии он снова подал документы на Физхим. Поступил заново. Сейчас он кандидат химических наук, преподает сам. Этот пареиь — исключение лишь потому, что поступал на факультет дважды. Что же до степени, это для Физхима обычно. Если в среднем по институту кандидатом иаук (спустя шесть — семь лет после выпуска) становится каждый третий, то здесь — каждый второй. Сейчас в любом справочнике для поступающих в вузы можно прочесть, кого и менно готовит факультет, названия его кафедр. И тем не менее, как много лет назад, это факультет «повышенного спроса». Немудрено. Названия говорят за себя. Кафедра технологии радиоактивных и редких элементов. Кафедра технологии изотопов и особо чистых веществ. Кафедра химической технологии электровакуумных материалов и приборов. Кафедра радиационной химии. Кафедра кибернетики химико-технологических процессов. Все это Физхим. Его можно было бы назвать факультетом новейшей, самой современной технологии. Здесь учат строго н мудро. Учат не только традиционным лекциоиио-семи- 39 нарско-сессионным способом. Учат наукой. Как в Физико-техническом институте. Как в Новосибирском университете. Иначе, наверное, нельзя: большинство выпускников факультета идут в науку. «Мы готовим кадры,— говорил бывший декан факультета, ныне ректор Менделеевского института профессор Г. А. Ягодин,— для атомной техники н электронной промышленности, специалистов в области ра- диационно-химических и плазмохнмических процессов, специалистов в области кибернетики... Мы долж ны хранить чувство нового». Был такой случай. На одну из кафедр Физхима — кафедру технологии изотопов и особо ч исты х веществ — обратились фармакологи. Для получения лекарственных препаратов нужен изоамиловый спнрт. Но у этого известнейшего органического соединения два изомера, почти неотличимых по химическим свойствам, а физиологическое действие изготовленного нз них лекарства — неодинаково. Изомеры нужно разделять. Методы изотопной химии позволили это сделать. Проблема была решена, в основном, силами студентов-дипломников. «На уровне дипломных работ», как выразился заведующий кафедрой профессор Я. Д. Зельвенский. Это показатель уровня факультета в целом. Научного и учебного. В этом месяце факультету исполнилось 25 лет. В. С
50 -A 150H 200H 100 Н
Проблемы и методы современной науки 41 О ПОЛЬЗЕ СЛУЧАЙНЫХ ЗНАКОМСТВ Разность потенциалов между жизнью и смертью Явление, получившее название биоэлектрического эффекта, открыто несколько лет назад группой советских ученых. Суть его в том, что в водной толще морей и океанов постоянно существуют электрические поля, создаваемые мельчайшими плавучими водорослями — фитопланктоном. О том, как было сделано это открытие, рассказывает один из его участников, кандидат геолого- минералогических наук А. М. ГО- РОДНИЦКИЙ. На этой диаграмме показаны результаты измерения четырех характеристик Черного моря — от поверхности до глубины 200 метров. Экспедиция 1966 года с борта судна «Московский университет» измеряла электрическое поле (красная кривее), величину рН (чернев пинив), радиоактивность (белая пинив), оптические свойства морской воды (желтая пинив). Были обнаружены «четырежды аномальные слои», в которых наблюдались наибольшие скопление фитопланктона. Так был открыт биоэлектрический эффект Если друг оказался вдруг... Из песнн С чего все началось? Вероятно, с того, что мы познакомились. Познакомились почти случайно и в значительной степени благодаря песням. В самый разгар белых ночей, в июне 1966 года, за одним столом (праздничным) встретились гидробиолог из Москвы Вадим Федоров (сейчас он уже профессор — заведует кафедрой гидробиологии МГУ), гидрооптик из Севастополя Анатолий Парамонов (ныне заведующий отделом морских приборов в Морском гидрофизическом институте АН УССР) и я, геофизик, ленинградец, работавший в то время в Институте геологии Арктики. Когда выяснилось, что помимо песен у нас есть еще одна «точка соприкосновения», да еще такая большая, как море, разговор не мог не перекочевать в высокие научные сферы. Говорили о том, кто чем занимается. Как раз в то время в нашем институте под руководством профессора Раисы Михайловны Деменицкой была начата серия интереснейших опытов, смысл которых сводится к использованию методов геолого-разведочной геофизики в океанографических исследованиях. Вам известно, что такое каротаж? В самом общем виде это аппаратурный метод исследования земной коры. Бурят скважину и в нее на тонком кабеле опускают датчик, по форме напоминающий морковку (слова «каротаж» и «каротель» — одного корня). Сигналы от датчика непрерывно поступают на поверхность земли, где перо самописца фиксирует интересующую геологов характеристику. Ею может быть температу-" ра в недрах земли, или содержание
42 Проблемы и методы современной науки природного газа, или что-то еще — в зависимости от того, какой датчик опускают в скважину. Как ни странно, в океанографических исследованиях эти методы прежде не применяли, хотя именно там для них раздолье. На суше возможности каротажа ограничены диаметром скважины: больше одного датчика в нее, как правило, не сунешь. В океане же этого ограничения нет. Одновременно и непрерывно можно измерять многие нужные параметры. Но почему-то раньше до этого никто не додумался. Во время экспедиций в Атлантику в 1962—1965 годах мы провели первые опыты. Наблюдали немало интересного, в частности электрические поля в водной толще. Эти поля открыты еще в тридцатых годах, но всерьез их никто не изучал: все прежние измерения были сделаны либо у берега, либо иа поверхности воды. Нам же впервые удалось проследить изменения электрического поля по глубине. На величину электрического поля влияли многие химические и физические процессы, происходящие в океане. Течения, в частности. Соленость воды... Но проведенных тогда измерений оказалось недостаточно для того, "чтобы делать на их основе далеко идущие выводы или хотя бы судить о причинах возникновения поля в океане. Новых же экспедиций, во время которых можно было бы продолжить изучение этого явления каротажными методами, не предвиделось... Обо всем этом я рассказал своим новым друзьям. И тогда Вадим Федоров сказал, что буквально через несколько недель в Черное море выходит иссследовательское судно «Московский университет» и что в принципе можно получить на нем несколько мест для наших геофизиков, если, конечно, мы этого захотим. Мы захотели, и ровно через месяц в Южной бухте Севастополя уже грузили на корабль свою научную аппаратуру. К нам присоединился еще один ленинградский геофизик — Вадим Константинов, незадолго до этого сконструировавший чувствительный прибор для исследования радиоактивности водной толщи. МОРСКИЕ ПОЛЯ И за борт ее бросает t В набежавшую волну... Из леснн «Нас было много на челне». Человек тридцать, включая лаборантов и матросов. На третий день после выхода в море судно впервые легло в дрейф, раздалась команда: «Все наверх» — и научный экипаж судна начал готовить аппаратуру к отправке за борт. Позже было еще 28 таких стоянок —дрейфовых станций, как называют их океанологи. Каждая группа занималась своим делом, стараясь при этом не мешать соседям. Это было не очень просто, так как почти одновременно приходилось опускать в воду сетки и приспособления для отбора проб с фитопланктоном (биологи во главе с Федоровым), прозрачнометры (гидрооптики во главе с Парамоновым), громоздкий датчик радиометра (Константинов и его помощник), наши датчики и электроды... Вся эта масса шлангов и приборов грозила каждую минуту спутаться, оборваться, да и рабочей силы не хватало. Однако признаков психологической и прочей несовместимости на судне не наблюдалось. Оттого и удалось обойтись без аппаратурных потерь. Вроде бы, мы работали каждый сам по себе, но, хотели мы того или нет, оказалось, что иа этот раз научный экипаж «Московского университета» проводил комплексное исследование морской толщи — биологические, физические, химические ха-
Разность потенциалов между жизнью и смертью 43 рактеристики моря определялись одновременно, в одних и тех же условиях. В результате, как обычно, было получено множество кривых. По отдельности они рассказывали о вертикальном распределении каждой из определявшихся величин, не более того. Однако их сопоставление преподнесло сюрприз, суть которого четко видна на диаграмме, с которой начинается эта публикация. На ней четыре кривые, четыре характеристики моря — их изменения по глубине. Красная кривая показывает, как менялся по мере погружения датчика потенциал электрического поля. На ней отчетливо видны два резких отклонения от средней величины. Одно наблюдалось в верхнем слое воды, у самой поверхности, другое — на глубине 180—200 метров, там, где начинается сероводородная зона. Другая кривая — сплошная черная линия — изменение величины рН. Видим, что в верхнем слое, примерно до двадцатиметровой глубины, вода имеет слабощелочную реакцию. Затем наблюдается плавное постепенное подкисление и так до глубины 180—200 метров, где и эта кривая делает резкий скачок. Из третьей кривой — белая линия— следует, что в Черном море существуют три горизонта с ано- . мально высокой радиоактивностью. Первый расположен на небольшой глубине, близко от поверхности, второй — поглубже и, наконец, третий — у границы сероводородной зоны. А оптические измерения — желтая линия — показали, что на тех же самых глубинах регистрируются максимумы . мутности (или минимумы прозрачности). Чем объяснить очевидные совпадения аномалий всех четырех измерявшихся величин? Ведь эти величины, казалось бы, абсолютно не связаны одна с другой. И тем не менее на всех 29 стоянках аномалии совпадали. Разгадку нашли гидробиологи. Именно в четырежды аномальных слоях они обнаружили повышенную концентрацию фитопланктона — микроскопических плавучих водорослей. В среднем же слое, где наблюдалась повышенная радиоактивность и большая мутность, был обильно представлен зоопланктон. И что еще интересно: в «верхнем слое, где резкие отклонения от средних величин были у всех измеряемых характеристик, зарегистрировано наибольшее скопление живого фитопланктона, а внизу, там, где сероводород, — мертвого. Аномалии электрического потенциала в этих зонах были близки по величине, но противоположны по знаку. Получалось, что растительные морские микроорганизмы — носители электрического заряда, причем когда организм погибает, знак заряда меняется на обратный. Что это — случайное совпадение или неизвестный прежде эффект? Окончательный ответ на этот вопрос был получен лишь через три года на другом море — Белом, а в 1966 году удалось лишь объяснить повышенную радиоактивность богатых'планктоном слоев. Планктон концетриру- ет некоторые содержащиеся в воде радиоактивные изотопы, например цезий-137 и цернй-144. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ЖИВОЕ И МЕРТВОЕ А в Заполярье солнце -всходит в полночь, На полчаса зайдя за горизонт... Из песни Прошло три года. Мы работали в разных институтах и встречались не часто. Повторить экспедицию и 'продолжить опыты, которые мы делали летом 1966 года, долго не удавалось.
44 ________^ Проблемы и методы современной науки Наконец, в 1969 году мне удалось вырваться к Федорову, на Беломорскую биологическую станцию МГУ в Кандалакшском заливе, специально для .продолжения работы с живыми носителями морского электричества. Белое море избрали не случайно: здесь обитают самые разные виды морских микроорганизмов, планктона — очень много. Для лабораторных исследований сделали специальную установку из двух стеклянных сосудов. В один из них наливали морскую воду с фитопланктоном, причем для того чтобы эффект усилить, планктон предварительно подращивали, добавляя в воду соли азота и фосфора. В другом сосуде была та же морская вода, но очищенная от живой взвеси. В сосуды погружали электроды, меряли разность потенциалов. Каждый опыт повторяли не менее пяти раз. Выяснили, как зависит эффект от концентрации клеток, от температуры, от расстоялия между электродами... Обработали полученные результаты. Убедились, что выловленный в Черном море эффект существует и в беломорской воде и что он связан исключительно с микроводорослями. Увеличение концентрации зоопланктона на него не влияло. Подтвердилось и то, что, отмирая, микроводоросли меняют знак заряда с минуса на плюс. Этот эффект мы назвали биоэлектрическим. После месяца лабораторных испытаний погрузили аппаратуру на корабль, чтобы еще раз наблюдать эффект в естественных условиях Белого моря. Как и в Черном море, обнаружили аномалии электрического поля в слоях с повышенной концентрацией микроводорослей — живых или мертвых. Открытие биоэлектрического эффекта было подтверждено, и подтверждено достаточно убедительно. ВМЕСТО ЭПИЛОГА А что растет на июле? Одна трава — не боле. Из песнн Нам часто задают вопросы: «Что может вырасти на вашем электрическом поле, какой практический результат может повлечь открытие биоэлектрического эффекта?» Вероятно, самый неопределенный ответ на эти вопросы будет и самым достоверным. Думаю, что несмотря на все успехи техники слабых токов, «живое электричество» не станет источником питания электролампочек. Но это, наверное, не значит, что открытие преждевременно или бесперспективно. Знать, что микро- водоросли создают в океане электрические и электромагнитные аномалии, полезно морякам и ученым... К каким последствиям приведет дальнейшее изучение этого явления, мы пока не знаем. Тем более что после опытов на Белом море все мы вернулись к повседневным делам, далеким от биоэлектрических явлений. И уже поэтому с ответом на вопрос «А что растет на- поле?» стоит повременить. Автор этой статьи — кандидат геолого-минералогических наук Александр Городниц- кий — известен прежде всего как поэт. Его песни — «Снег», «Атланты», «Над Канадой», «Перекаты», «У Геркулесовых столбов» и другие — популярны не только среди геологов. Опубликованы две книги его стихов и песен, а сейчас, работая над докторской диссертацией, он готовит и новую книгу стихов. Публикуем три стихотворения из этой книги, связанные традиционной для поэта северной темой. Одно из них иапнсаио иа Беломорской станции МГУ в 1969 году, в то самое время, когда было окончательно подтверждено существование биоэлектрического эффекта, два других— после возвращения с Белого моря...
Литературные страницы 45 Александр ГОРОДНИЦКИЙ * * * Снова льдов скрипение и шорох. Снова утро перед нами множит Острова пустые, на которых Ничего расти и жить не может. Там костер рыбацкий не дымится, Не пылает тундра цветом алым. Стороною облетают птицы Плоские обветренные скалы. Стороной суда проносит море, Стороною проплывает рыба. Облик берегов уныл и горек, Словно после ядерного взрыва. Целый день еще и целый вечер. Скучного не изменяя вида, Будут они плыть, дымясь, навстречу, Как причалы мрачного Аида. И в тумане утреннего света Мы стоим, не говоря ни слова, И глядим, какой была планета, И какой, быть может, будет снова. ВОЗВРАЩЕНИЕ Возвратясь из далеких странствий, Обойдя половину мира, Что нам делать с нашим пространством В коммунальных своих квартирах? Небо Арктики, гул прибоя, И дыхание южных ветров, Как забрать все это с собою В восемнадцать квадратных метров? Позади долгожданный финиш. Говорить про него — устанешь. Под кровать моря — не задвинешь, На сервант моря — не поставишь. Остаются нам только камни, Да'коралловая паутина, А пространство в пространство канет И исчезнет необратимо, Сохраняясь лишь малой частью В храме памяти нашей строгом. Может, в этом и сущность счастья — Оставлять его за порогом... ТЕНИ ТУНДРЫ Во мхах и травах тундры, где подспудно Уходят лета быстрые секунды, Где валуны, как каменные тумбы, Где с непривычки нелегко идти. Тень облака, плывущего над тундрой, Тень птицы, пролетающей над тундрой, И тень оленя, что бежит по тундре, Перегоняют пешего в пути. И если как-то раз, проснувшись утром, Забыв на час о зеркале и пудре. Ты попросила б рассказать о тундре, И лист бумаги белой я нашел, Тень облака, плывущего над тундрой. Тень птицы, пролетающей над тундрой, И тень оленя, что бежит по тундре, Изобразил бы я карандашом. Потом, покончив с этим трудным делом, Оставив место для ромашек белым, Весь прочий лист закрасил бы я смело Зеленой краской, радостной для глаз, А после, выбрав кисточку потоньше, И осторожно краску взяв на кончик, Я синим бы раскрасил колокольчик И этим бы закончил свой рассказ. Я повторять готов, живущий трудно, Что мир устроен празднично и мудро. Да, мир устроен празднично и мудро. Пока могу я видеть каждый день Тень облака, плывущего над тундрой. Тень птицы, пролетающей над тундрой, И тень оленя, что бежит по тундре, А рядом с ними — собственную тень.
46 Вещи и вещества «Голубое небо» компьютера М. КРИВИЧ, О. ОЛЬГИН По словам парфюмеров, хорошие духи сродни стихам и музыке. Кибернетики утверждают, что электронно- вычислительные машины после должной выучки способны более или менее сносно слагать стихи и музыку. Так почему бы не попробовать компьютеру составить духи? ЦЕНА ХОРОШЕГО ЗАПАХА Помимо.творческих, а значит, несколько возвышенных причин существуют и сугубо земные обстоятельства, заставляющие серьезно говорить об электронных духах. Если поэту приходится изводить «единого слова ради тысячи тонн словесной руды», то парфюмер проделывает нечто подобное с рудой душистой. К тому же у каждого альдегида н спирта, в отличие от слов, есть цена в рублях н копейках. Духи, изысканно пахнущие, но стоимостью приближающиеся к экспонату из Алмазного фонда, никому не нужны. Высокое качество и умеренная цена. Соблюсти оба эти требования очень сложно, на перебор душистых веществ и просмотр вариантов уходит бездна времени. И все равно нет гарантии, что состав будет оптимальным. Поэтому вполне естественно желание передать эту работу вычислительной машине: она сделает ее несравненно быстрее. Забегая вперед, заметим, что компьютер не призван заменить парфюмеров, равно как поэтов и музыкантов. Напротив, избавив- | шись от рутинных, механических операций, парфюмер сможет уделять больше времени творческим делам. «ИНТЕРЕСНЫЙ ЗАПАХ С ТЕПЛОЙ НОТОЙ» Прежде чем компьютер начнет работать, надо перевести на машинный язык задачу — химическую, физическую, шахматную. Или парфюмерную. Есть физические, химические и шахматные теории. Есть соответствующие законы и закономерности. Но ни одна из теорий запаха не признана пока безоговорочно. А если законы не установлены, приходится прибегать к приблизительным описаниям. (Разумеется, у каждого душистого вещества есть свои отличительные физические свойства: порог обоняния, давление пара, интенсивность запаха — относительная величина, требующая сравнения с другим веществом. Однако все эти показатели ничего решительно не говорят о качестве запаха.) И парфюмеры по сей день пользуются словесными описаниями, которые пестрят прилагательными. Тонкий, навязчивый, фруктовый, пряный — слова, понятные для нас с вами, но не для ЭВМ, которая любит конкретность и точность. Определения можно расширить: пахнет гвоздикой, грибами, «Красной Москвой», «Шипром». Можно ввести дополнительные характеристики: «теплая нота цитрусовых с бальзамической пряной основой и слегка древесным оттенком», «интересный запах с интенсивной теплой нотой и тонким запахом мха». Парфюмеру это кое-что скажет, нам не скажет почти ничего, а машине — вовсе ничего. С таким же успехом можно заставлять машину писать музыку, предварительно спев ей хриплым голосом «трам-тамтам»... ПРОФИЛЬ ЗАПАХА В последние годы были предприняты попытки конкретизировать расплывчатую субъективную информацию о запахах, выразить ее
ж Голубое небо» компьютера 47 в виде чисел или линий. Если даже не удастся перевести эту информацию на машинный язык, то по меньшей мере хотя бы парфюмеры воспримут ее однозначно. Вот суть одного из таких способов, разработанного Д. Кастнером (Швейцария). Выбирают несколько десятков парных определений; в каждой паре — слова с противоположным смыслом: глубокий — поверхностный, гладкий — шероховатый, тяжелый — легкий, активный — пассивный, резкий — тупой, возбуждающий — успокаивающий, прекрасный — отвратительный и т. п. В каждой паре — несколько (восемь, десять) степеней оценки. Так, для последней из приведенных пар оценки могут быть такими: истинно прекрасный запах, очень хороший, хороший, «нулевой», неважный, плохой, очень плохой н истинно отвратительный. Затем проводят дегустацию. Эксперты оценивают душистое вещество по каждому из признаков. Оценки суммируются, усредняются и откладываются на графике. Соединенные линией, они образуют так называемый профиль полярности. Конечно, н этот способ не идеален — ведь в основу его положены субъективные оценки экспертов. Но поскольку во внимание принимается лишь интегральная оценка, можно все же рассчитывать на известную долю объективности. В конце концов, наши суждения о музыке или поэзии далеко не всегда совпадают, тем не менее нет сомнений, что Пушкин выше Надсоиа... Достоинство же профилен полярности в том, что они помогают заранее задавать, конструировать запах, привлекательный для той или иной группы потребителей. Можно вычислить в уме и нарисовать на бумаге, каким должен быть запах, скажем, хвойного мыла, а потом, перебрав известные отдушки, взять ту, что подходит по профилю ближе всего, и лишь слегка подправить ее. К такой работе необязательно даже привлекать компьютер — нередко перебрать варианты может и сам парфюмер. Однако то, что хорошо для отдушки, не всегда годится для духов. Одного профиля полярности мало; нужны еще дополнительные характеристики, уточняющие полутона и оттенки. Простейший пример: запах цитрусовых подразделяют на лимонный, мандариновый и апельсиновый. Итак, основные характеристики запаха — резкость, глубину, активность и т. п. — можно выразить кривыми либо числами с той или иной степенью достоверности. Задав еще несколько десятков уточняющих сведений (естественно, переведенных на машинный язык), можно научить машину ориентироваться в описаниях запахов. Любое индивидуальное душистое вещество ЭВМ узнает, найдет в памяти н извлечет из нее. Но уже на смеси двух веществ она запнется, если данные этой смеси не были в нее вложены заранее. Простенький одеколон из десяти компонентов окажется для компьютера загадкой почище языка майя. Можно ли научить машину ориентироваться в море смешанных запахов? ЗАКОН ВЕБЕРА —ФЕХНЕРА Если смешать два раствора, то концентрацию растворенных веществ в смеси можно вычислить с помощью нехитрой пропорции. Если смешать два душистых вещества, то для оценки запаха лучше всего пригласить опытного парфюмера: простой арифметикой Компоненты емсен Гвайилацстат , Масло из хвои Залах Дымный Хвойный 1000 0 Соста1 977 23 945 55 з, в 700 300 весовых частях 300 700 130 870 i 55 945 1 23 977 0 1000 Интенсивность, в баллах 7 0 7 1 7 3 5 7 4 8 2 9 1 9 1 91 0 9 здесь не обойтись. Вот пример: смесь гвай- нлацетата (дымный запах) и масла из хвои сибирской сосны; интенсивность запаха оценивалась по десятибалльной шкале.
Вещи и вещества Конечно, ЭВМ нетрудно удержать в памяти такую таблицу и еще десять, сто, тысячу таких таблиц. Но ведь ей необходимо приготовить «адскую смесь» из нескольких десятков веществ, а на все случаи жизни таблиц не напасешься... Физиологи и психологи для оценки ощущения пользуются законом Вебера — Фехне- ра. Он связывает интенсивность ощущения (Е) с величиной внешнего раздражителя (W). В нашем случае Е — это интенсивность запаха, a W — физико-химическая характеристика душистого вещества (например, его концентрация). Закон выглядит так: Е = olnW + Ь (а и Ь — константы). Этот закон почти универсален; он неприменим лишь к очень большим и очень малым раздражениям. Суммарную величину Е для смеси нельзя найти простым сложением. (Это хорошо известно из житейского опыта. Вспомним хотя бы русскую пословицу: «Первая рюмка колом, вторая соколом, а дальше мелкими пташечками».) Однако не так уж сложно просуммировать W для всех компонентов — ведь это реальные физические величины
«Голубое небо» компьютера 49 А потом уже, по закону Вебера — Фехнера, подсчитать суммарную интенсивность запаха. Поскольку эти операции сугубо конкретны и могут быть записаны математическим языком, они вполне приемлемы для вычислительной машины. КОНЦЕПЦИЯ ДУХОВ Компьютер хранит в своей памяти характеристики душистых веществ, знает свойства простейших комбинаций, он осведомлен о существовании синергизма — явления, при котором совместное действие двух веществ намного превосходит их действие поодиночке. Компьютер помнит о ценах на душистые вещества и о доступности сырья. Извлекая из памяти эти знания, он может создать нечто умеренное по цене и совершенно несусветное по запаху. Дело за малым: машине надо дать главную идею, «концепцию духов», как говорят парфюмеры. Концепция духов — емкое понятие. Оно включает назначение духов (мужские, женские, молодежные, вечерние, повседневные и т. д.), характер запаха (зелени, лаванды, цветов, пряностей и пр.), цену, предполагаемые районы сбыта (северянам, скажем, одно, южанам — другое), наконец, настроение, которое духи должны вызывать... О том, как создают концепцию духов, рассказать не беремся. Это дело сугубо творческое, а всякие непрофессиональные суждения о творчестве до сих пор ни к чему путному не приводили. Отметим лишь, что от творчества машина не освобождает. Она освобождает от черновой работы, от поиска методом проб и ошибок. Создав свою концепцию запаха, парфюмер должен объяснить ее машине. Во-пер-
50 Вещи и вещества вых, он может обратиться к аналогиям, сопоставить духи новой концепции с известными, рецепты которых машина помнит. Во- вторых, парфюмер с помощью все тех же графиков и многочисленных дополнительных характеристик может выразить на машинном языке те или иные черты своей концепции. В считанные секунды ЭВМ предлагает парфюмеру список веществ, которые, буду* чи смешаны в должной пропорции, образуют духи. Насколько эти духи хороши, никто еще не зиает, однако заведомо известно, что они отвечают концепции. Затем парфюмер воздает должное быстродействию машины и принимается за работу. Он..достает с полки вещества, смешивает их и чутким своим носом проверяет, намного ли проврался компьютер. А потом подправляет композицию, наносит последние штрихи, едва касаясь готовой смеси ничтожными добавками. Словом, делает то, что не может быть выражено таблицами и кривыми: делает прекрасное. пять доводов В ПОЛЬЗУ ЭВМ Приготовление духов с помощью компьютеров — новое дело, оно еще не вышло за рамки экспериментов. Многие парфюмеры относятся к ЭВМ весьма настороженно: делали же духи без всякой электроники, и получалось неплохо, а что будет с этими машинами, как говорится, один бог знает. Понимая и даже отчасти разделяя такую настороженность, приведем тем не менее со слов специалистов пять дополнительных доводов в пользу ЭВМ. 1. Часто парфюмеру бывает нужно создать необычный, ранее неизвестный аромат. Работу приходится вести, что называется, от нуля: парфюмер представляет себе, что это за запах, но совершенно еще не знает, как его получить. Машина выдает рецептуру воображаемой смеси, и парфюмер может очень быстро узнать, насколько верна его концепция. Словом, машина может значительно облегчить поиск. 2. С помощью компьютера ничего не стоит разработать серию рецептур, которые, незначительно отличаясь по запаху, будут весьма серьезно отличаться по цене: совсем немного хуже, однако значительно дешевле. 3. Можно создать и другую серию: одинаковый запах, различные исходные вещества. Это особенно важно, когда применяют натуральные масла экзотического характера— н урожай, и рыночная конъюнктура могут из года в год сильно колебаться. 4. Если в памяти компьютера отметить вещества, которые пригодны или непригодны для использования в определенной химической среде (например, в лаке для волос, креме для бритья, в мыле илн лосьоне), то при создании отдушки он будет пользоваться только подходящими веществами. Парфюмеры иногда узнают о том, что взяли негодное вещество, лишь после того, как готов опытный образец. 5. Химики то и дело предлагают парфюмерам новые душистые вещества. Но отказаться от привычек и традиционных представлений трудно каждому, и парфюмерам тоже. Компьютеру решительно все равно, новое это вещество или старое, у него нет привычек, а есть программа. Поскольку эти заметки могут представить некоторый интерес для специалистов, уместно будет закончить их конкретной рецептурой, созданной компьютером (работа была проведена в ФРГ). Рядом, для сравнения— подобная рецептура, составленная человеком; в обоих случаях состав смеси дан в весовых частях. На дегустации было отмечено, что оба произведения по запаху практически не отличаются. Вероятно, длинный перечень веществ может оказаться любопытным для каждого читателя: он даст скромное представление о том, что за сложная штука современная парфюмерия. Композиция, концепция которой была задана машине, получила название «Голубое небо». Итак, в левой колонке таблицы — «Голубое небо» компьютера.
« Голубое небо» компьютера 51 Компьютер Бергамотное масло 65 — Бергамотное масло RCO 27 Линалилацетат */. . . . 36 Лимонное масло — Цитраль чистый 2 Масло сладкого апельсина холодного прессования 142 База «Апельсин» В 6922 79 Масло горькего апельсина 32 Мандариновое масло ,* * v, — • Декалилацетат t 42 Диметилацеталь фенилацетальдегида . . 3 n-метилфенилацетальдегид 50%-ный . . — Альдегид Св . 3 Альдегид С10 . . « . jr^ 3 Альдегид См . . #Ч 3 Уидециленовый альдегид i — Масло можжевеловых ягод 21 Масло мускатных орехов ...... -^ Кориандровое масло . .^. . 2 Масло эстрагона . ~ Тминное масло . 1 Линалилизобутират — Цикламен-альдегид 21 Гидрооксицитронедлаль 53 Флераль .... 7-\ . . ♦ 53 Цитронеллол . . . \ т**- 93 Гераниол . 62 Геранилацетат '*/ — Гераниевое масло 7 Гераниевое маслоjRW 14 Вардия — Феиилэтиловый спирт — Терпинеол 21 Жасминаль 57 Бснзилацетат 19 Ионон чистый — Иланг III 35 Жилан . 49 АМЕ 9 Аурантезин 7 Линалоол . . • 37 Ли налила итран ил ат — Санталовое масло . , 7 Саидела 14 Ветнверилацетат 42 Экзальтон ... — Гризамброль — Диметилфталат . —. Парфюмер 60 50 10 240 20 I — 5 1 1 2 2 10 22 100 20 20 25 30 50 25 40 20 80 15 20 50 2 1 76 t\
52 Экономика, производство Нужна ли нам эта вода? Сколько вы платите в месяц за электричество? Немного, конечно, и все-такн достаточно, чтобы, уходя нз дома, ие оставлять включенной люстру илн электрокамин. А сколько вы платите за воду? Вряд лн вы даже сможете ответить, 30 копеек в месяц, да и они упрятаны где-то в общей сумме квартплаты, вместе с платой за отопление, радиоточку н коллективную антенну. Электросчетчик есть в каждой квартире. Водомеров в квартирах не ставят. Поэтому ничто не мешает хозяйке, поставив таз с бельем полоскаться под струей горячей воды, отправиться в магазин или в гости к соседке. Ведь вода ничего не стоит... Конечно, время от времени мы читаем в газетах илн па плакатах призывы экономить воду. Но обращены они исключительно к сознательности. Оказывается, нет ни таких людей, ни таких организаций, которым экономия воды была бы выгодна. И даже наоборот! Судите сами. У работников водопроводного хозяйства есть план. Этот план настоятельно рекомендует постоянно увеличивать подачу воды населению — независимо от действительной в ней необходимости. Есть разные способы выполнить и перевыполнить план. В том числе н такой: взять н иочью повысить напор в сети. Вода пробивается сквозь неплотно закрытые (или плотно не закрывающиеся) краны и, весело журча, уходит в канализацию. Показатели водопроводной станции улучшаются, это приносит квартальные премии и прогрессивки. Бороться с перерасхода-
Нужна ли нам эта вода? 53 ми воды как будто бы призваны работники жилищного хозяйства. На входе в каждый городской дом стоит водомер. Если его показания превышают положенную для жильцов норму водопо- требления, разницу оплачивает ЖЭК- Но... это никак не отражается на премировании его работников. Чтобы получить премию, им достаточно предъявить справку от домкома, что утечек нет. К тому же нормы устанавливает исполком горсовета — по просьбе ЖЭК они могут быть и повышены. Вот почему жэковскин слесарь не спешит менять по вашей заявке подтекающий кран или чинить бачок в уборной. А вы все равно платите по 30 копеек в месяц, сколько бы ни перерасходовали. Приводит все это к тому, что почти треть водопроводной воды, не принеся никакой пользы, утекает в канализацию. Утечками московского водопровода можно было бы напоить почти двухмиллионный Киев! Что же делать? Первое, самое естественное предложение — усовер-- шенствовать учет потребляемой воды. Например, поставить водомеры в каждой квартире н взыскивать с жильцов за перерасход. Увы, это пока невозможно: у нас просто нет подходящих водомеров. Те, что выпускает наша промышленность, отличаются очень низкой чувствительностью и годятся только для крупных вводов. К тому же онн неточны (погрешность измерений — до 100%) н ненадежны (новый водомер работает год-полтора, а отремонтированный— 3 — 4 месяца). Кроме того, считается, что широкое использование квартирных водомеров потребует чрезмерного увеличения штатов для их ремонта н снятия показаний. Впрочем, такой точки зрения придерживаются не во всех странах. Например, в США, Англии, ФРГ водомеры стоят во многих квартирах, а их показания снимаются автоматически. В ГДР в квартирах также устанавливают водомеры, а в городах Польши хотя такого учета не ведется, зато ежегодно заменяются все водоразборные краны, что позволяет свести утечки к минимуму. Стоимость воды в этих странах гораздо выше, чем у нас, так что все затраты окупаются. Зато население относится к воде куда бережнее. Второй путь борьбы с утечками — усовершенствование и своевременный ремонт арматуры: кранов, бачков и прочего. Пишут и говорят об этом очень много, хотя заметного прогресса пока не видно. Одна из причин утечек воды через арматуру — избыточное давление. Не только ночное увеличение напора, о котором говорилось выше: чтобы поддерживать нужный напор на верхних этажах многоэтажного дома, внизу давление приходится повышать. Избыточное давление расшатывает арматуру — утечки растут. Не так давно в ЦНИИЭП инженерного оборудования был разработан квартирный регулятор давления — он поддерживает постоянный напор в кранах. Новый прибор испытали в 300 московских домах. Потребление воды в ннх снизилось на 25%. Но в массовом строительстве такие регуляторы по-прежнему редкость... Можно ставить регуляторы давления хотя бы на вводах в здание. Такой опыт провели в подмосковном городе Зеленограде. Заодно там как следует отремонтировали арматуру. В результате оказалось, что подачу во ты в город можно безболезненно сократить на 10%, а предполагавшееся строительство новых артезианских скважин для водоснабжения отложить на два года. В любом другом случае уменьшения подачи воды оказалось бы достаточно, чтобы работники водопроводной станции остались без премий. В Зеленограде, правда, обошлось без этого: в порядке эксперимента там изменили систему экономического стимулирования. Наверное, могут быть и другие пути сокращения излишнего расхода воды. Любой из ннх, вероятно, потребует дополнительных затрат, может быть, и немалых. Невыгодно? Но вода дешева только тогда, когда ее очень много. А когда ее не хватает, она становится бесценной. А. ЧАПКОВСКИЙ
54 Технология и природа Сера Среди основного сырья современной индустрии, среди веществ, справедливо называемых хлебом промышленности, почетное место занимают сера и серная кислота. Мировое производство серы исчисляется десятками миллионов тонн, развитые страны потребляют ежегодно до 50 килограммов этого вещества иа душу населения. Но минеральные ресурсы не безграничны. Это относится и к запасаем самородной серы, и к залежам сульфидных руд. Между тем, давно известен поистине неисчерпаемый источник серы — сероводородные воды и дониые осадки Черного моря. Кандидат гео- лого-мииералогических иаук Н. П. ПЕТРОВ и геолог М. Г. ГОРБАЧЕВ поднимают вопрос об использовании этого источника в народном хозяйстве. В Черноморской воде, начиная с двухсотметровой глубины, ЧСОНОГО МООЯ нет ничего живого, кроме тионовых бактерий, — все губит сероводород. В верхнем, «живом» слое Черного моря растворен воздух. Мощность этого пласта у берегов — от 125 до 175 метров, а в центральной части акватории она резко уменьшается. Затем идет переходная зона (от 7 до 35 метров), где кислорода и сероводорода совсем немного. Глубже содержание H2S в воде быстро нарастает и на глубине 250—300 метров достигает 8—11 миллиграммов на литр. Но самые высокие концентрации сероводорода зафиксированы не на максимальной глубине (около 2000 метров), а на склонах впадин на глубине 500 и 1750 метров, здесь они доходят до 50— 100 мг/л. Такова краткая характеристика крупнейшего в мире скопления сероводорода, с которым по содержанию серы не сравнится ни одно месторожденне природного газа, нн одно месторождение самородной серы. Вопрос о происхождении черноморского сероводорода интересен сам по себе. Но он имеет н важное практическое значение: ответ на этот вопрос позволит оценить истинные запасы серы в Черном море, возможность нх возобновления, причины неравномерной концентрации. На сей счет существует несколько теорий. В конце прошлого века академик Н. И. Андрусов предложил биогенное объяснение. Вот его суть. В недалеком геологическом прошлом Черное море не было связано со Средиземноморским бассейном н потому оставалось пресным. Когда моря соединились, пресноводная фауна погибла, при ее разложении образовался сероводород. Несколько позже в черноморской воде были обнаружены сульфатредуцируюшие бактерии. Возникла новая теория, согласно которой эти микроорганизмы строят молекулы сероводорода из сульфатного иона морской воды. Правда, по мнению В. И. Вернадского, бактерии селятся уже в готовой
Сера из Черного моря 55 сероводородной среде, и потому их надо считать следствием» а никак не причиной образования сероводорода. Однако микробиологическая теория выглядела достаточно правдоподобно и вплоть до последних лет считалась общепризнанной. •У. <' :j^j^- л •♦ » • 7* • ... *,.* Сейчас у нас. и за рубежом все большее признание получает термокаталитическая теория происхождения сероводорода и углеводородных газов. Ее предложил советский геохимик А. С. Уклонский, который развил представления В. И. Вернадского о глубинном происхождении сероводорода в литосфере, и в частности в черноморской воде, в минеральных источниках Кавказа. Согласно термокаталитической теории, на глубине 5—6 километров при температуре свыше 200° С сульфат-ионы реагируют с углеводородами, прн этом образуется сероводород. Через разломы пород по склонам донных впадин он попадает в черноморскую воду. Именно этим обстоятельством объясняется повышенная концентрация H2S на склонах впадин и общая неравномерность распределения сероводорода в Черном море. Спор о происхождении черноморского сероводорода не закончен. А тем временем его запасы непрерывно растут. Правда, в верхних слоях сероводород «сгорает» в кислороде и превращается в сульфат. Поэтому граница раздела кислородных и сероводородных вод хорошо сбалансирована и достаточно стабильна. Кислородный слой в прибрежной зоне толще потому, что здесь значительно больше кислорода, который вырабатывают растения на морских берегах. Мы не станем задерживать внимание читателей на методах переработки сероводородной воды и превращения ее в чистую серу. В этих методах нет ничего фантастического: серу из сероводорода природных газов получают уже и у нас, н за рубежом — во Франции и Канаде. Но в кубометре придонной воды заключено всего 10 граммов серы. Чтобы добыть за год миллион тонн чистого вещества, нужно очистить 100 миллиардов кубометров воды — каждую секунду по 3 тысячи кубометров. По сути дела через установки придется пропускать целую реку, не меньше Амударьи. Во что обойдется черноморская сера? Будет ли ее производство рентабельным? На эти вопросы должны ответить химики, технологи, экономисты. Но в поисках точных ответов на экономические и технологические вопросы они не должны упускать из виду одно чрезвычайно важное обстоятельство. Если извлечь из Черного моря миллион тонн серы, толщина кислородной зоны увеличится на полметра. Значит, есть реальная возможность не только добывать здесь важное химическое сырье, но и оживить воды одного из красивейших морей.
56 А почему бы и нет? Какая сторона лица краше? Попытайтесь ответить на вопрос: в какую сторону повернуть человеку голову, если рисуют его портрет? Наверное, вы скажете, что это не имеет значения. И будете неправы, так как художники вовсе не безразличны к повороту головы модели. Эту истину установили И. Макманус и Н. Хамфри — специалисты по поведению человека и животных из Кембриджа. Английские этологи изучили 1474 портрета работы западноевропейских мастеров XVI—XX веков. Анализ показал, что 56% мужчин и 6В% женщин смотрят на портретах вправо, то есть повернуты левой щекой к зрителю. Статистика несколько изменилась, когда портреты были разделены на две группы. Если художник рисовал только голову и плечи, то повернутыми вправо оказывались 46% мужчин и 60% женщин. Если же изображалась вся фигура, то мужчины демонстрировали левую щеку в 62 случаях из ста, а женщины в 70 случаях. Какое же объяснение дают авторы исследования этому феномену? Они перечисляют несколько возможных причин. Во-первых, большинство художников правши, и так как правша пишет слева направо, то и рисовать ему легче человека, повернутого к левому краю холста. Во-вторых, палитру держат обычно в левой руке, з мольберт стоит справа. Поэтому художник вынужден повернуться к натуре левой щекой, а для «равно* весия» он поворачивает и сидящего перед ним человека. В-третьих, наблюдения показывают, что два человека вообще стремятся повернуться друг к другу левой стороной. В-четвертых, женские прически чаще укладываются от правого виска к левому, и это может иметь какое-то значение для художника. В-пятых, поворачивая голову, люди предпочитают какое-то одно направление. К примеру, человек, отрицательно качающий головой, делает первое движение обычно к правому, а не к левому плечу. Все это так, но почему столь велики различия в повороте лица на женских и мужских портретах? И как объяснить расхождение в статистике для портретов, изображающих только лицо или целую фигуру? Объяснений пока не видно. Возможно, их дадут позже физиологи или биохимики — подобно тому, как отыскалось строгое научное объ- I яснение стремлению матери прижимать ребенка к сердцу (см. €<Хими я и жизнь», 1973, № 1). Может быть, определенный поворот — дань чисто художественному видению, традициям, рисования, складывавшимся веками? А может быть, так удобнее для нашего зрительного восприятия? С этой точки зрения интересно было бы, как замечают авторы исследования, проследить, одинаково ли относятся зрители к обычным и зеркальным репродукциям портретов, ведь в зеркале правая и левая сторона меняются местами. И, наконец, еще одно соображение. Что если в описанных событиях виноваты вовсе не художники? Что если сами люди, заказавшие свой портрет, стремятся повернуться к потомкам левой стороной своего лица? Ведь можно же допустить, что в левом ракурсе люди кажутся себе намного краше... А. УСТИНОВ Сотрудники «Химии и жизни» провели свою экспертизу и убедились, в справедливости статьи. Вот маленькая коллекция проанализированных рисунков, их авторы Пушкин, Веласкес, Доре, Гульбранссон и шестилетняя москвичка Лена Прахова
с
58 Вещи и вещества Неорганическая бумага Мы привыкли к тому, что бумагу делают из целлюлозы, что на ней пишут и печатают, что ее используют для упаковки. Однако на основе таких познаний нельзя составить истинного представления о бумаге. Обратимся к строгому определению: бумага -г это упруго-пластичный, капиллярно-пористый волокнистый рулонный или листовой материал. Как видите, ни природа волокна, ни область применения в определении не упомянуты. Значит, любые упруго-пластичные и т. д. материалы, будь они даже из стекла, керамики, металла, для чего бы они ни применялись, — все равно бумага. Бумага должна быть гибкой. Но как она будет гибкой, если волокно, скажем, керамическое? Представим себе небольшой стальной стержень диаметром 1 мм. Он, естественно, будет довольно жестким. Увеличим длину стержня до нескольких десятков метров (такой стержень разумнее будет назвать проволокой). Проволока потеряет жесткость, она будет легко изгибаться, ее можно, как нить, намотать на катушку достаточно большого диаметра. То же можно сказать и о керамическом волокне. У этого неорганического аналога органического цепного полимера длина молекулы в тысячу и более раз превосходит толщину. Если диаметр такой молекулы увеличить до диаметра карандаша, то длину для соблюдения пропорциональности придется довести до 400 м. И нет ничего удивительного, что волокно с таким соотношением длины и толщины оказывается гибким. К тому же отдельные звенья цепных молекул способны свободно вращаться в «суставах». Перед тем как перейти к описанию отдельных видов неорганической бумаги, скажем несколько слов о применении. Обычная бумага может быть либо полиграфической Неорганическая бумага внешне похожа на обычную. На сиимие — рулон бумаги из алюминиевых волоион
Неорганическая бумага 59 (в эту группу входят также писчая, чертежная и рисовальная бумаги), либо механико-технической (оберточной, прокладочной, мешочной и т. п.), либо конструкционной или специальной (электроизоляционной, химически стойкой, токопроводной и др.). Так вот, бумага из неорганических полимеров — это в основном конструкционный материал для новой техники — космической, атомной, электронной. Углеродные волокна получить непосредственно из углерода пока невозможно. Поэтому применяют способ, который использовал еще Лодыгин для получения угольной нити, испускавшей свет в первой электрической лампе. А именно: коксуют органические неплавкие волокна, причем такие, которые при коксовании не изменяют формы (например, целлюлозные или полиакрилонит- рильные). Вот один из наиболее совершенных способов; он разработан в Японии. Исходный материал для волокон — пек, который получают из тяжелых ароматических углеводородов нефти. Этот пек превращают в пластичную массу и формуют из нее нити толщиной не более 15 микрон. Нить пропускают через печь с инертным газом, нагретым до 800°С, и она коксуется, становится углеродной. Если надо, нить нагревают и до более высоких температур, тогда получается графитное волокно со слоистой кристаллической структурой; оно прочнее, чем углеродное, и теплостойкость его выше. Пока углеродные и графитные волокна очень дороги, поэтому даже для производства специальных бумаг их применяют не очень широко. Обычно их смешивают с привычными, целлюлозными волокнами. Так, бумага с 20—30% углеродных волокон способна проводить электричество, и в то же время сопротивление ее достаточно высоко; это позволяет использовать ее в электронагревательных элементах. Добавка 10% углеродных волокон позволяет получить картон с антистатическими свойствами. Бумага из чистого углеродного волокна химически очень стойка и ■плохо проводит тепло. Поэтому ее можно использовать в слоистых пластиках (связующее, как .правило, — эпоксидная смола). Уже испытаны такие слоистые емкости для транспортировки изотопов, для производства аппаратов, работающих под высоким давлением и при больших температурах. Еще одно применение — в карандашных стержнях. Если ввести в Так выглядят при увеличении алюминиевые щч
60 Вещи и вещества графитную карандашную массу немного графитного волокна, то можно сделать очень тонкие стержни, которые при работе затачиваются сами собой. Стеклянные волокна, когда толщина их около микрона, шелковисты и, вопреки ожиданию, не впиваются в кожу. Делают их из более грубых волокон (таких, например, что используются в производстве стеклопластиков), распыляя нити сильной струей горячего газа. Лучшие волокна—из боросиликатного стекла, толщиной 0,05—0,8 микрона. Бумагу из стеклянного волокна можно делать на обычных бумагоделательных машинах. Так получают очень эффективный фильтровальный материал, который из десяти тысяч частиц дыма диаметром 2 микрона пропускает лишь одну. Стеклянную бумагу применяют и в сигаретных фильтрах (чтобы задерживать никотин), и в атомных установках (чтобы улавливать радиоактивную пыль). Стекловолокно можно добавлять в обычную бумажную массу. Тогда бумага становится водостойкой и не разрушается грибками и гнилостными бактериями; значит, на ней удобно печатать документы. Диэлектрические показатели такой смешанной бумаги превосходны, это отличный электроизоляционный материал. Ее инертность и способность к стерилизации открывают новые возможности в фармацевтической и медицинской промышленности. Керамическая бумага выдерживает температуру до 2200° С; ее тепло-, звуко- и электроизоляционные свойства выше всяких похвал. Когда в пятидесятых годах начались работы по газопламенному напылению керамических покрытий (окиси алюминия, титаната калия, двуокиси циркония и др.), исследователей поразила гибкость покрытий. Потом выяснилось, что у таких покрытий волокнистая структура, а это и обусловило необычное для керамики свойство. Делают керамические ъ волокна так: струю расплава подают на вращающийся с огромной скоростью диск, и частицы отбрасываются уже в форме волокон. Чем меньше волокна, тем выше прочность. Иногда, чтобы получить еще более прочное волокно, его оплавляют. Бумага из керамики не пристает к металлам, даже расплавленным. Поэтому ее применяют для футеровки изложниц; положенная между огнеупорными кирпичами в плавильных печах, такая бумага препятству- Волокна из нержавеющей стали, которые могут служить сырьем для изготовления бумаги ~^
Неорганическая бумага 61 ет утечке металла. Ее подкладыва- ют под свариваемые детали, через нее фильтруют горячие металлы, масла и расплавы солей. В автомобильных камерах сгорания дорогую нержавеющую сталь, футерованную тугоплавким материалом, с успехом заменяют мягкой сталью, обшитой тонкой керамической бумагой. Особенно стойка к высоким температурам бумага из волокон двуокиси циркония: она выдерживает нагрев до 250G°C. Металлические волокна, вероятно, самые дорогие из всех неорганических волокон. Разумеется, дорог не сам металл, а способы, которыми его превращают в тончайшие волокна. Пожалуй, наиболее распространен такой способ: в вакууме на органическое волокно осаждают слой металла, а затем органическую основу выжигают. В принципе бумагу можно получить из любого металла. Некоторые волокна, а также рулон металлической бумаги показаны на фотографиях, иллюстрирующих эту статью. Естественно, что у такой бумаги высокая электропроводность, поэтому ее применяют в электронике и радиотехнике. Подбирая волокна, можно изготовить из металлов фильтро- Стеклянное у металлнэмроввнное волокно вальную бумагу с различной пористостью и устойчивостью к химическим агентам. Бегло перечислим остальные возможные применения: подложки катализаторов, обкладки аккумуляторных батарей, защита от радиоизлучения, тормозные прокладки, перегородки теплообменников... Итак, мы имели возможность убедиться, что бумагу можно делать из любого материала, лишь бы он принимал форму волокна. Конечно, вряд ли есть смысл печатать книги и журналы на керамической или металлической бумаге, хотя, возможно, когда-нибудь так и будут поступать. Однако полиграфия уже сейчас не главный потребитель целлюлозной бумаги: на технические нужды ее расходуется больше. А если так, то перед неорганической бумагой, которая во многих случаях дает целлюлозной сто очков вперед, открываются блестящие перспективы. Кандидат технических наук А. Л. КОЗЛОВСКИЙ ^
62 Элемент №... в« 247,07 Берклий Кандидат химических наук В. Н. КОСЯКОВ Берклий синтезирован в Беркли — небольшом городке, отделенном от шумного Сан-Франциско широким заливом, через который перекинут длиннющий Оклэндский мост. Можно указать место синтеза точнее — Радиационная лаборатория Калифорнийского университета, еще точнее — 60-дюймовый циклотрон, и совсем точно — мишень из амери- ция-241, которую бомбардировали потоком ускоренных альфа-частиц. Синтез был целенаправленным: 26lAm + SHe-*2}3Bk + 2jn. К 97-му элементу стремились, его и получили. Все шло наредкость гладко и точно. Элемент № 97 мог бы появиться и раньше, но не хватало исходного материала — америция-241. Для химической идентификации нового элемента использовали хорошо отработанный к тому времени метод ионообменной хроматографии, подробно описанный в «Химии и жизни» раньше *. Первые же хими- * См. в частности, 1973, № 6, статью «Америций» и 1969, № 3, статью «Менделевий». ческие исследования показали, что новый элемент обычно ведет себя так, как и .полагается актиноиду, но об этом .позже. Авторы открытия — американские физики Гленн Сиборг, Стэнли Томпсон и Альберт Гиорсо решили назвать новый элемент в честь Беркли — города студентов и ученых; при этом они имели в виду еще и то обстоятельство, что аналог берклия по группе лантаноидов — тербий — тоже был назван по имени небольшого городка (Иттербю в Швеции) Позже было получено еще восемь изотопов берклия, более тяжелых, чем самый первый. Их массы — от 244 до 251. Среди них есть и сравнительно долгоживущие, например, берклий-247 и берклий-249. Прочие же «живут» лишь часы. Все они образуются в ядерных реакциях в совершенно ничтожных количествах. Лишь берклий-249 (бета-излучатель с периодом полураспада 314 дней) удается получить в заметных — весовых, как говорят радиохимики,— количествах при облучении в реакторах урана, плутония, америция, а еще лучше кюрия. БЕСЦЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ Со дня открытия берклия прошло четверть века. Через 25 лет после открытия искусственного трансурана плутония его стали производить тоннами... Не знаю, к счастью или к несчастью, но с берклием ничего подобного не случилось. Если поскрести но всем лабораториям мира, то в общей сложности едва ли наберется десятая доля грамма элемента №97. Такова действительность. А причины? Во-первых, берклий не нашел такого стратегически важного применения, как плутоний, а во-вторых, берклий значительно менее доступен. Чтобы получить берклий из урана, нужно суметь присоединить к его ядру 11 нейтронов. Это очень длин-
Берклий 63 ный и трудный путь, на котором нужно перескочить через несколько «пропастей деления» (в которые безвозвратно скатывается большинство образующихся атомных ядер) и протиснуться сквозь узкие «бутылочные горлышки» — изотопы, которые никак не желают присоединять нейтрон или, выражаясь на языке физиков, имеют малое сечение захвата нейтрона. В результате в элемент № 97 даже в оптимальных условиях превращается меньше одного процента ядер элемента № 92. Уже поэтому берклий не может быть не дорог. К этому следует добавить, что и само облучение в реакторе, да не в обычном, а специальном, с большими потоками нейтронов, и несколько промежуточных химических переработок высокоактивных облученных мишеней тоже чего-то стоят. Вот почему берклию просто цены нет. И не только в переносном, но пока и в самом буквальном смысле. Ее не найти ни в одном изотопном каталоге. И все же приблизительную оценку сделать можно. Берклий-249 получается в качестве побочного продукта при производстве калифорния-252, а официальная продажная цена калифорния уже определилась: 10 долларов за микрограмм или 10 миллионов долларов за грамм! Вот и подсчитайте, сколько стоит берклий, если известно, что его выход примерно в десять раз меньше выхода калифорния, а других способов получения элемента № 97 в ощутимых количествах пока не существует... 100 000 000 долларов за грамм. По самым примерным, многого не учитывающим подсчетам. А стоит ли он таких денег? Сам берклий, наверное, нет. Изотопу 249Вк, равно как и другим изотопам элемента № 97, пока не нашли особо важных применений. Но — продуктом распада берк- лия-249 оказался изотоп калифор- ний-249. Способность его ядер к делению на тепловых нейтронах в несколько раз выше, чем у ядер ура- на-235 и плутония-239, обычно используемых в качестве делящихся материалов. Может быть, и даже.ради этого не стоило затрачивать немыслимые суммы на получение берк- лия, но поскольку он все равно образуется в процессе .получения калифорния-252, 'пренебрегать элементом № 97 нет оснований Конечно, время калифорниевой ядерной энергетики если и наступит, то очень не скоро. Но изучать этот элемент необходимо. А калифор- ний-249 интересен не только как изотоп, способный поддерживать цепную реакцию, но и как один из самых долгоживущих изотопов этого элемента. Он лучше всего подходит для исследований по химии калифорния. И берклий-249 уже потому заслуживает самого внимательного к себе отношения, что он служит своеобразным сырьем для получения долгоживущего калифорния. ЛЕТОПИСЬ НА МАКОВОМ ЗЕРНЫШКЕ Легендарный Левша сумел подковать блоху, но это не исторический факт. Вполне реальные восточные умельцы сумели разместить несколько фраз на рисовом зернышке. И вряд ли следует удивляться, узнав, что химия берклия — того самого Серклия, мировые запасы которого измеряются долями грамма, изучена достаточно полно. Естественно, что для этого потребовались и тонкое экспериментаторское искусство, и масса выдумки и, конечно, чувствительнейшие приборы. Берклием занимались и занимаются многие исследователи, однако первым среди них, безусловно, следует назвать американского радиохимика Б. Каннингема. Он разрабо-
64 Элемент №... тал и использовал тончайшие микрохимические методы, создав в Беркли целую школу микрохимии. В 1958 году Б. Каннингем и С. Томпсон впервые выделила «из долго облучавшегося в реакторе плуто- ния-239 первые доли микрограмма берклия-249. Спустя четыре года вместе со своим учеником Дж. Уол- меном Каннингем получил первое соединение бер:клия — его двуокись ВкОг и определил ее молекулярную структуру. Все, чем располагали тогда экспериментаторы, — это 0,02 микрограмма берклия. На каждый опыт расходовали десятую часть этого количества, то есть две миллиардные доли грамма! Тем не менее, работая с такими ультракрохами, исследователи сумели не только получить некоторые соединения элемента № 97, но и изучить их кристаллическую структуру. Делалось все сравнительно просто и в то же время очень тонко и остроумно. Берклий из раствора сорбировали на крохотном шарике ионообменной смолы, который затем прокаливали. Смола сгорала, а берклий (крупинку двуокиси, невидимую невооруженным глазом) переносили в тончайший капилляр. Пропуская через него различные газообразные реагенты, получали разные соединения берклия и, запаяв капилляр, исследовали препараты методами рентге- ноструктурного анализа. Позже, когда удалось получить значительно большие количества (микрограммы и десятки микрограммов!), сумели, наконец, выделить и металлический берклий. Первый «слиток» весил 5 микрограммов. Получили его, восстановив литием трех- фтористый берклий. Тогда же была определена температура плавления этого металла — 986°С и обнаружено, что металлический берклий может существовать в виде двух модификаций, отличающихся кристаллической структурой. Заметно преде изучать химию берклия в растворе. Здесь достаточно вовсе невесомых — «индикаторных» количеств, благодаря высокой удельной р-активности. В исследованиях такого рода было установлено, что наиболее устойчивое валентное состояние берклия в водных растворах— 3+, однако его не сложно окислить и до четырехвалентного состояния. Существование четырехвалентного берклия позволяет отделять этот элемент от других актиноидов и лантаноидов (продукты деления), которые либо не имеют такой валентной формы, либо труднее в нее переводятся. Конечно, далеко не все в химии берклия уже известно. Продолжается изучение различных его свойств, в частности способности к образованию комплексных соединений, поведения берклия в ионообменных и экстракционных процессах и так далее. Результаты этих исследований, в свою очередь, позволят разработать еще более эффективные методы его выделения и получения в макроколичествах, а следовательно еще глубже заглянуть в химию этого интересного элемента.
Технологи, внимание! 65 ШИН ЛЕДОКОЛ С ГАЗОВОЙ ПУШКОЙ На корме небольшой самоходной баржи установлена камера сгорания. В камеру подают пропан и сжатый воздух. Запальная свеча поджигает смесь, и сразу же в 6—10 раз повышается давление. Газ давит на клапан, открывает его и по трубе устремл яетс я к носу баржи. Каждые 10 секунд такая пушка выбрасывает под воду свои довольно мощные газовые заряды. Если на пути баржи лед, пушка его взламывает. Таков принцип работы ледокола нового типа. Разумеется, ледоколу-барже с газовой пушкой арктические льды не по зубам. Но на озерах и реках он может в зимние месяцы проводить караваны судов. «Морской флот», 1973, № ю СЖИГАНИЕ В ДВА ПРИЕМА Известная автомобильная фирма «Дженерал Моторс» получила недавно патент на новый способ сжигани я топливной смеси в ротор- но-поршневом двигателе. Суть этого способа в следующем. Сначала в одной части камеры сгорания поджигают богатую смесь. При недостатке воздуха и сравнительно невысокой температуре образуете я совсем мало ядовитых окислов азота. Правда, другие токсичные компоненты выхлопных газов — окись углерода и углеводороды — выделяются на этой стадии в большом количестве. Но они сгорают в другой части камеры, куда подают бедную (с большим избытком воздуха) смесь. Такой рабочий процесс позволяет значительно уменьшить токсичность выхлопа. Однако для сжигания топлива в два приема необходимы дополнительный карбюратор, впускной трубопровод, клапаны и другие устройства. Кроме того, за чистый выхлоп приходится расплачиваться четвертой частью мощности двигател я. Конструкторы считают, что новый способ сжигания топлива уместен лишь в двигателях малолитражек. Но ведь таких автомобилей миллионы... «Automotive Industries» (США), 1973, № 9 БЕТОН ПОД ГЛАЗУРЬЮ В московском институте НИИстройкерамика разработана технология глазурования керамзитобетонных панелей и крупных стеновых блоков как с плоской, так и с фигурной поверхностью. Такая отделка увеличивает срок их службы, позволяет получать богатый ассортимент цветов и рисунков. Глазурование квадратного метра панелей обходится всего 2 р. 50 к.— вдвое дешевле, чем облицовка панели керамической плиткой. Экспресс информация «Глазурование железобетонных панелей». Алма- Ата, Госстрой Казахской ССР, 1973, № 1 МЕТАЛЛ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ Разработан новый способ осаждени я высокочистых металлов из водных растворов их солей. В раствор для создания восстановительной среды добавляют органические соединения, например первичные спирты. Перемешивая жидкость инертным газом, ее облучают пучком электронов с энергией около 2 Мэв. Металл восстанавливается и выпадает в виде твердого осадка. «Industrial Research» (США), 1973. № i АЗОТ И ПЛАСТИК Новый метод получения вспененных термопластов с помощью азота состоит в следующем. Газ пропускают через экструдер с расплавленной пластмассой, азот растворяется в ней. Отмеренную порцию жидкого пластика подают в форму, где давление несколько понижено. Начинается бурное выделение газа. Азот вспенивает расплавленную массу и равномерно распределяет ее по пресс-форме. «Design Engineering» (Англия), 1973, ман КСЕНОН И РАДОН — ИЗ ВОЗДУХА ВОН При пропускании воздуха, содержащего радиоактивные ксенон и радон, через диокеигенилгексафтор- антимонат (температура комнатная) происходит реек ци я, в результате которой образуютс я кислород и твердые нелетучие соединения инертных газов. Эту реакцию можно использовать для очистки воздуха в урановых рудниках и на атомных электростанциях. «Chemical and Engineering News» (США), 1973, № 22 3 «Химия и Жизнь» Ms 3
АН СССР * 1724—1974 67 «Все, что зело старо и необыкновенно» Б. В. ЛЕВШИН, директор архива АН СССР Прикоснемся к истории. Документы, с которыми вы сейчас познакомитесь, написаны на плотной старинной бумаге, чернилами нз чернильных орешков, какими никто не писал уже около ста лет. Язык их архаичен — так давно не говорят, но документы отлично сохранились: ведь мы держим их при строго постоянной температуре и влажности в хранилищах маленького здания на стрелке Васильевского острова. Этот домик почти незаметен за броской красотой Кунсткамеры, украшенной знаменитым глобусом на башенке, и серою массой Зоологического музея. Домик расположен меж ними в глубине. В нем — Ленинградское отделение архива Академии наук. Прежде — до переезда Академии наук в Москву — там помещался весь архив, с тех пор во много рЯз выросший. Но документы, относящиеся к основанию Академии и рождению в Петербурге XVIII века научной жизни, конечно, по-прежнему хранятся там, на старом месте, рядом с Кунсткамерой. Кстати, большая часть публикуемых в Здание Кунсткамеры, первого академического музея этом номере документов относится именно к созданию Кунсткамеры. А ведь с нее, собственно, все и началось: коллекции и библиотека Кунсткамеры стали коллекциями н библиотекой Петербургской Академии наук — материальной основой ее научной жизни. Однако прежде о том, чего не сказано в этих документах. Рождение Кунсткамеры, а затем н Академии, связано с деятельностью Петра I. В 1697 году этот, по выражению В. О. Ключевского, «царь-мастеровой» путешествовал по Европе, жил в Голландии. Но «плотник Петр Михайлов» не только работал в Са- ардаме и Амстердаме на судоверфях. Он обладал удивительной для деспота-самодержца жаждой знаний и очень серьезно знакомился с новейшими изобретениями и открытиями А именно буржуазная Голландия была одним из важнейших центров тогдашней науки. Как подчеркивал в свое время Энгельс, само развитие мануфактурного производства принесло «массу новых механических (ткачество, часовое дело, мельницы), химических (красильное дело, металлургия, алкоголь) и физических фактов (очкн), которые доставили не только огромный материал для наблюдений, но также н совершенно иные, чем раньше, средства для экспериментирования». Знаменитые географические открытия двух предшествующих веков не только перевернули представления о самой Земле, о географии, но и невероятно обогатили ботанические, зоологические, геологические познания. Стряхнув суеверные запреты средневековья, исследователи принялись изучать настоящую анатомию и физиологию животных н человека. К началу XVIII столетия уже стали известны большой и малый круги кровообращения. Была описана рефлекторная дуга. Микроскоп из забавы превратился в инструмент познания «мельчайшей жизни», недоступной невооруженному глазу. А собирание естественнонаучных коллекций, исторических памятников и предметов, вызывавших удивление своей редкостью или искусством исполнения, стало носить направленный характер и тоже сделалось частью интенсивного накопления знаний. 3*
68 АН СССР * 1724—1974 В XVII—XVIII веках короли и князья уже считали нужным держать для престижа при себе именитого ученого в качестве придворного библиотекаря, историографа или придворного анатома, основать академию, университет или хотя бы лицей, а уж собрание древних предметов или редкостей было обязательным атрибутом «просвещенного правления». Оттого сами эти коллекции превратились в товар, довольно ходкий и весьма дорогостоящий. В музеях торговой страны Голландии редкие экспонаты животного и растительного мира разных стран не только выставлялись для обозрения — там устраивали аукционы по их распродаже. Путешествовавший по Европе «плотник Петр Михайлов», как известно, совершенствовался в 14 ремеслах, в том числе в ремесле выдирания «порченых» зубов. Но он интересовался не одними ремеслами и артиллерийским делом. Петр видел в науке средство для решения насущных житейских вопросов будущей России. Это окрасило и его интерес к коллекциям заграничных музеев и состав собрания будущей Кунсткамеры (вначале «собственного кабинета» царя). Из этой поездки в Голландию Петр привез купленную в Амстердаме коллекцию «рыб, птиц н гадов» и микроскопы. Он специально проплыл каналами в Дельфт, чтобы встретиться с Антоном Левенгуком; тот демонстрировал царю технику микроскопирования и преподнес ему — кажется, единственному человеку в мире — свои удивительные линзы. В Амстердаме Петр в каждый приезд посещал анатомический музей Фредерика Рейша — уникальное в то время собрание анатомических и эмбриологических экспонатов. Он даже сам пробовал препариро- .вать, а вернувшись в свою страну, велел Аптекарской канцелярии начать создание коллекций и послать Рейшу в подарок из России заспиртованных ящериц и червей, после чего получил из Голландии ответный подарок такого же рода. Во втором путешествии A711 —1712 гг ) он встречался в Германии с Лейбницем и очень серьезно обсуждал с ним перспективы просвещения и развитии науки. Как съязвил В. О. Ключевский, Лейбниц убеждал при этом царя, «что в России тем лучше можно насадить науки, чем меньше она к тому подготовлена» (однако речь, видимо, шла о том, что при этом меньше, чем где бы то ни было, развитию науки будет мешать консерватизм научных традиций, отсутствовавших в России). В этой поездке Петр приобрел в Данциге отличное собрание минералов и раковин. Он. конечно, вновь посетил музей Рейша, а спустя пять лет командировал к Рейшу с поручением приобрести хотя бы часть его знаменитой коллекции своего лейб-медика (ар- хиатера) Л. Л. Блюментроста — кстати, ученика знаменитого лейденского медика и биолога Бургаве. (Лейб-медик и будущий первый президент Петербургской академии был в то время назначен управителем Кунсткамеры и библиотеки.) И Репш не только продал России половину своего анатомического музея — вторая половина была позднее куплена у него для Виттен- бергского университета, он еще раскрыл Блюментросту секрет сохранения анатомических препаратов, и экспонаты Рейшева музея благополучно дошли до наших дней. Тем временем в России ццо собирание отечественных коллекций. Губернаторам рассылались предписания «О налавливанни птиц и диких зверей по приложенному реестру и приискании... великих костей, как человеческих, так и слоновьих и других необыкновенных». Было приказано «для пробы из губерний раковин и камышков разноцветных какие в каких реках явятца с каждой губернии по пуду, привезав к ним ярлыки с описанием прислать в Санкт- Петербурх». В духе господствовавших в те времена представлений особое внимание уделялось «соблюдению всякого человеческого и скотского урода». Царские указы предписывали извещать власти «о младенцах, рожденных уродами», и передавать тела мертвых детей в Аптекарскую канцелярию, где из -них должны были изготовлять препараты. Указ от 13 февраля 1718 г. «о приносе родившихся уродов, также найденных необыкновенных вещей» предписывал должностным лицам собирать у населения еще и «все, что зело старо
«Все, что зело старо и необыкновенно» 69 и необыкновенно», а равно предметы искусства, монеты, медали и т. д., и устанавливал таксу денежных вознаграждений за материал для будущих коллекций- Пополнением собрания занимались видные тогдашние государственные деятели — канцлер Г. И. Головкин, тайный кабинет-секретарь царя А. В. Макаров. Известны имена лиц, сделавших для коллекций пожертвования редкостей, например замечательный русский- мастер, гравер Алексей Ростовцев подарил Кунсткамере великолепный глобус собственной работы. Первоначально коллекции «редкостей и натуралиев» вместе с собранием рукописей н печатных книг царской библиотеки хранились в Московском Кремле. После переноса столицы из Москвы в Петербург, в 1714 году они были перевезены и размещены в отстроенном здании Летнего дворца, но он невелик, и через три года коллекции и библиотека были перевезены в конфискованный у боярина Кикина, осужденного по делу царевича Алексея, большой каменный двухэтажный дом неподалеку от нынешнего Охтенского моста. Именно там в 1719 году впервые и открылась собственно «Кунсткамера» — то есть музеи. Экспозиция музея занимала пять комнат, в трех других располагалась библиотека в 15 000 экземпляров книг на русском, латинском, греческом, немецком it французском языках. Главный управитель музея, он же царский лейб-медик, конечно, не мог непосредственно заниматься всеми делами. В помощь ему на должности секретаря Аптекарской канцелярии и библиотеки (а впоследствии и Академии) был назначен Иоганн Даниил Шумахер. В Кунсткамере учреждена должность «над- смотрителя натуральных вещей», в чьи обязанности было вменено «все, что в Кунсткамере есть и ко оному принадлежит чисто содержать, ко оной надлежащую химическую работу прилежно исполнять и все то чинить, что к содержанию оной ему повелело будет». «Надсмотрителю» были подчинены переплетчик, столяр и «барометрен- ных дел мастер». Новое здание, предназначенное специально для Кунсткамеры и Академии, хорошо известное всем, кто бывал в Ленинграде, было завершено в 1728 году Сегодняшнему читателю любопытно будет узнать, что для привлечения дворянских недорослей в музей в нем устраивали угощения посетителей — на это было предусмотрено особое ассигнование: 400 рублей в год. А для охраны научных ценностей и художественных произведений был введен постоянный караул из пяти солдат и ефрейтора. В 1721 году Иоганн Даниил Шумахер был командирован за границу с миссией — в основном она сводилась к подготовке создания Академии и завязыванию необходимых научных контактов. Шумахеру предстояло доложить Парижской академии о новой карте Каспийского моря, существенно уточнявшей прежние представления об этом бассейне. Он должен был приобрести для Петербургской библиотеки новые научные издания (он привез из поездки 517 книг). Особо тайным было дело «разведать о «perpetuum mobile»», а самыми важными поручениями — собрать материалы для «сочинения социете- та наук подобно как в Париже, Лондоне, Берлине и других местах», а также «стараться о приглашении в Россию различных ученых» для этого будущего «социетета», то есть для Академии. В тогдашней Европе приглашение специалистов на службу во вновь учреждаемые ученые заведения из других стран было обычным делом. Впрочем, в следующем номере журнала читатели увидят проект первого устава Академии, составленный Блюментростом и Шумахером. Рукой Петра на нем написано весьма важное требование, чтобы к каждому приглашенному академику было прикреплено не менее двух учеников русских, дабы из них выросли в будущем преемники иноземных ученых. Но это — уже сама история Академии, о ней другой рассказ. Предыстория, которую мы рассказали, восстановлена по множеству документов, хранящихся по сей день в разных архивах, в том числе и в маленьком здании Архива Академии наук, рядом в Кунсткамерой. Вот некоторые из этих документов.
70 АН СССР * 1724—1974 г ,.->М' 10'«w V^ -i.lt...'.. ■tV"" ilHli ».i Р0Й.1-. »\ГГЛ.HiOlMmt Jit n.i^liu' ^JlViiiwl vnrmmp.iie^ TT\\ fwifV tbtu с*ьшн»«о ^&n mil piviiuu i 1 января 1724 г. По именному Е. И. В. указу с библиотекарем Шумахером таков контракт сочинен: Обязуется оный библиотекарь, Данило Шумахер, библиотеку н кунст-камеру в своем правлении иметь, как в библиотеке, так и в кунст-камере все порядочно содержать, в библиотеке книгам, а в кунст-камере обретающимся разным вещам каталоги учредить; такожде, дондеже академия размножится, при оной секретарское дело править. А против того, по именному ж Е. И. В. указу, обещается оному бибилиоте- карю, Даниле Шумахеру, жалованье по осмисот Рублев на год, которое давано будет вперед за год, как и протчим членам академии. Такожде квартиру, дрова и свечи свободные давать сего 1724 году генваря с 1 числа. Лауреитиус Блюментрост 3 августа 1724 г. Благородный господин ар- хиатер! Сего июля 30-го дня, в письме вашего благородия ко мне написано, чтоб Живаго монструма Сампсона Филиппова принять мне в кунст-камеру и содержать против живых монстров. И на оное вашему превосходительству объявляю: в оной кунст-камере содержатся только мертвые монструмы, а живым монструмам в оной кунст-камере места не имеется. Того ради благоволите онаго монструма содержать по прежнему, как Е. И. В. указ повелевает. Впротчем пребываю Благородного господина архиатера охотнейший слуга [И. Д. Шумахер] 18 марта 1725 г. Благородный господин лейб-медикус! Сего марта в 8 день прислано из Москвы посланных медицинской канцелярии нз конторы монстров в двух возах. И ваше благородие прикажите оные монстры, кому надлежит принять. Вашего благородия охотный слуга [И. Д. Шумахер] № 1. 1 барашек, у него 8 ног; у другаго — 3 глаза, два туловища, 6 йог. Присланы из Тобольска, от князя Козловского. (...^
«Все, что зело старо и необыкновенно» 71 ,/«' я/ >* ^ *■ 1> А* А*» .11* ■ ..va ■ \\ if 11Ц11. ,т Ш ■Дм* Dii« J* ».. Ш4. № 3. Теленок, у него 2 мунстрозныя передний ноги. Из Уфы, от коменданта Бахметова. № 4. Младенец с двумя головами, от него же Бахметова. № 5. 1 младенец — глаза под иосом и уши под шеею. Из Нежина. № 6. 2 младенца, грудьми и животом срослися. Из Артырок, от княза Михаила fib* *J*+*4t Голицына. Руки, ноги и головы обычайно. № 7. Младенец, у него рыбин хвост. Родился в Москве, на Тверской. № 8. 2 собачки, которыя родились от девки 60 лет. Из Артырок, от князя Голицына. № 9. Младенец, у него 2 головы, 4 руки, 3 ноги. Из Уфы, от коменданта Бахметова. 2 декабря 1725 г. Государь мой Антон Мануй- лович!* Понеже в регламенте академическом установлено. чтоб оная академия никакому суду не подлежала, только высокоправительствующему сенату, хотя б кто из академических служителей и явится в какой либо вине, онаго под караул ни в какие канцелярии без ведомства академии иаук брать не по- велено, но прежде надобно оную письменно уведомить. А ныне всегда приходят в академию из главной поли- цейместерской канцелярии солдаты и берут под караул академических служителей, без ведомства оной академии, не объявляя никакой вины... Впрочем пребываю ваш, моего государя, охотный слуга Л. Блюментрост 13 января 1726 г. {Доиошеиие] Понеже Ея Императорское Величество указала зачинающиеся публичные лекции профессоров публиковать в народ, того ради покорно прошу, дабы соблаговолил святейший правительствующий синод оныя лекции приказать напечатать в санкт- питербургской типографии, а именно: двести русских листов, да двести латинских, на щет академии. О сем доносит лейб-медикус и президент академии наук Лаурент. Блюментрост * Адресовано Петербургскому полицеймейстеру графу Девиеру. — Ред.
72 АН СССР * 1724-1974 1726 г. [Доношение] Понеже глобус уже совсем в футляр поставлен, как надлежит его везти, того ради извольте для перевозки она- го глобуса потребное число людей прислать. А при совершении башни приказано быть господину профессору Делилю... Такожде при сем письме о деле шафоф* посылается к вам рисунок, каким образом оиые делать: № 1 — сохраняться будут минера- лии, раковины и разных рук бабучки; №2 — монеты; № 3 — анатомические и натуральные вещи, содержащиеся в спиритусе; №4 — для сохранения кииг. А при деле и постановлении оных шафов надлежит быть библиотекарю, господину Шумахеру... Вашего благородия охотный слуга [Подпись неразборчива] 20 сентября 1727 г. ...купчине Алексею Измайлову Сего сентября 20 дня, по Е. И. В. указу, велено тебе купить ко анатомии умерша- го слона разных материалов, а именно, вина простого бочку одну, да французского вина анкерок, холста простого пятьдесят аршин, ценою от 3-х копеек и ниже, да для варения котел большой, железный, и горшков разных рук, немедленно. И купя оное отдать, где будет показанная анатомия... Подлинный указ за скрепою библиотекаря и секретаря, господина Шумахера, отдан купчине того же числа. * Шкафов. — Ред. ПЕРВЫЙ ПРОЕКТ БЮДЖЕТА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК 12 февраля 1724 г. Каждый академикус, которых числом будет 11 человек, ежегодное жалованье получать имеет 1000 руб. Секретарю — 800 руб. Библиотекарю — 800 руб. А понеже библиотекарь обои должности отправлять может, того ради, чтоб меньше расходу было, одного библиотекаря к тому определить можно . 800 12 студентов — каждому по 250 руб., между которыми копиист обретается, который библиотекариусу в кунст-камере вспомога- ет 3000 Четырем переводчикам — по 200 руб. человеку 800 Живописцу . . . 400 Грыдоровальному мастеру 400 Переплетчику . . 120 Случиться может, что некоторый славный человек, который уже хорошее жалованье в чужестранных краях получает, за 1000 руб. сюды не поедет: того ради надлежит, для такого случая, прибавить еще ...... . 2000 На кинги, на жалованье работникам, на дрова, свечи, эксперименты и на протчие необходимые расходы 5480 Сумма . . 24000 Хотя помянутое жалованье установлено, однакожде нес таким намерением, чтобы в том твердо остаться; но оное зависит в капитуляции, которую чинить надлежит дешево, как возможно. Лаур. Блюментрост Высокоправительствующе - му, государственному сенату определенный при академии библиотекарь Данило Шумахер доносит, а о чем мое доношение, тому следуют пункты. 1. По именному Е. И. В. указу повелеио мне, в отсутствие господина лейб-медика, дело при академии управлять; а понеже при оной много дела на российском языке и письме случается, того ради потребно, чтобы один подканцелярист или копиист, который бы дело смыслил и которому б поверить можно, мне к тому делу дан был. 2. При Е. И. В. кунст-камере определены два караула пять человек солдат и один ефрейтор, а в оной кунст-ка- мере содержится много дивные вещи, золотых и серебреных, и особливо кабинет, в котором драгоценные металлы хранятся; а двери и окна весьма плохо в ней укреплены, так что ночью два человека вместе, а именно: один впереди, а другой назади, на карауле стоят должны. Да к тому ж будет ныне академическая казна, при которой такожде надобно весьма караул иметь. И того ради оными пяти человеками никаким образом проняться не можно. И тако надлежит людей придать вдвое, или сколько для оного караулу потребно будет...
АН СССР* 1724—1974 Список первых членов Академии наук в Петербурге, приглашенных в 1725 году, дабы положить начало «социетету персон, которые для произведения наук друг друга вспомогать имеют» БЛЮМЕНТРОСТ Лаврентий Лаврентьевич A692— 1755). Медик. Родился в Москве. Учился в Москве (в школе д-ра Э. Глюка), Галльском, Оксфордском и Лейденском университетах. При Петре 1 — архиатор (главный врач) Медицинской коллегии, Лейб-медик. Первый президент Академии наук. ГЕРМАН Якоб A678—1733). Математик. Родился в Базеле. Учился там же, у Я- Бер- нуллн. Академик (математика) по 1730 г.* МАРТИНИ Христиан A699— после 1739). Физик и философ. Родился в Бреславле. Учился в Иеиском, Лейпциг- ском и Виттеибергском уни- * Некоторые из иностранных ученых, приглашавшихся в АН в качестве профессоров академических кафедр (академиков), по истечении срока заключенного с ними контракта уезжали из Петербурга. верснтетах. Академик (физика, логика, метафизика) по 1729 г. КОЛЬ Петр (Иоганн Петер; 1698—1778). Литератор и историк церкви. Родился в Киле. Учился в Лейпциге. Академик (красноречие и церковная история) по 1727 г. БЮЛЬФИНГЕР Георг Бернгард A693—1750). Математик, физик и философ. Родился в Каиштате. Учился в Тюбиигенском и Галльском университетах; ученик X. Вольфа. Академик (логика, метафизика, затем — экспериментальная и теоретическая физика) по 1730 г. ГРОСС Христофор Христиан Фридрих (неизв.— 1742). Философ. Родился в герцогстве Вюртембергском. Учился в Тюбиигенском университете. Академик (нравоучительная философия) по 1731 г. МАЙЕР Фридрих Христофор A697—1729). Математик и философ. Родился в герцогстве Вюртембергском. Учился в Тюбиигенском университете. Академик (математика) . БЕРНУЛЛИ Даниил A700— 1782). Математик. Родился в Грониигене. Учился в Ба- зельском университете. Академик (физиология и математика) по 1733 г. ДЕЛИЛЬ Осип Николаевич (Жозеф-Никола; 1688— 1768). Астроном и географ. Родился в Париже. Учился при Парижской обсерватории; ученик Ж. Кассиии. Академик (астрономия) по 1747 г. БУКСБАУМ Иоганн Христиан A693—1730). Ботаник, путешественник. Родился в Саксонии. Учился в Лейпциг- ском, Виттеибергском, Иеиском, Лейденском л Галльском университетах. В 1721 г. приглашен в Россию - иа должность ботаника Медицинской коллегии. Академик (ботаника и натуральная история) по 1729 г. 73 ГОЛЬДБАХ Христиан A690—1764). Математик. Родился в Кенигсберге. Учился там же. Академик (математика) по 1742 г. Кои- ференц-секретарь и советник АН A725-1728 и 1734— 1742). БЮРГЕР Михаил A686— 1726). Медик. Родился в Ме- меле. Учился в Лейденском и Кенигсбергском университетах. Академик (химия и практическая медицина). БЕРНУЛЛИ Николай A695—1726). Математик, философ и юрист. Родился в Базеле. Учился в Базель- ском университете. Прибыл в Петербург вместе со своим братом Даниилом Бер- нулли. Академик (математика). ДЮВЕРНУА Иоганн Георг A691—1759). Медик, анатом и зоолог. Родился в Мюмпельгарде. Учился в Тюбиигенском университете. Академик (анатомия, хирургия н зоология) по 1741 г. МИЛЛЕР Федор Иванович (Герард Фридрих; 1705— 1783). Историк и археограф. Родился в Герфорде. Учился в Лейпцигском университете. Адъюнкт АН с 1725 г., академик (история) с 1730 г.; конференц-секретарь АН A728—1730 и 1754—1765) БАЙЕР Готлиб Зигфрид Теофил A694—1738). Филолог, историк. Родился в Кенигсберге. Учился в Кенигсбергском и Лейпцигском университетах. Академик (кафедра греческих и римских древностей). БЕКЕНШТЕЙН Иоганн Симой A684—1742). Правовед. Родился в Данциге. Учился там же. Академик (юриспруденция) по 1735 г. ВЕЙТБРЕХТ Иосия A702— 1747). Физиолог. Родился в герцогстве Вюртембергском. Учился в Тюбиигенском университете. Адъюнкт АН с 1725 г., академик с 1731. г.
74 Фотоинформация Как сделать газ видимым! Этот вопрос возникает перед каждым специалистом, изучающим аэродинамические свойства тел ипи потоки газов в трубах. Оригинальный способ визуализации газовых течений предложен днепропетровским ученым Б. Л. Заславским (авторское свидетельство № 280943). В поток вводят мельчайшие частички краски, составленной на основе красителя эозина и токарной эмульсии. Двигаясь вместе с воздухом, они оставляют на поверхности экрана, введенного в поток, картину распределения струй, по которой можно не топько выяснить структуру потока, но и произвести некоторые измерения. Способ позволяет получать автографы потоков в широком диапазоне скоростей и при любом количестве струй. На снимке — след потока газа из шести сопел. Фото Б. Л. Заславского *' /, .'/J \Л ;,Н;У 7, 4 ^
Фотоинформация 75 Эти снимки сделаны с Г вертолета над полигоном для подземных ядерных испытаний в штате Неввдв (США]: а — через минуту после аэрыва в районе эпицентра с земли поднимается пыль — это энвчит, что ударная волнв достигла поверхности; б — 30-метровая бвшня, стоявшая над эпицентром, отъезжает по рельсам на безопасное расстояние; в — спустя 23 минуты в полость, образовавшуюся на большой глубине при взрыве, обрушиваются вышележащие породы; г —нв поверхности остается воронка оседания. С большой высоты испытательный полигон напоминает лунную поверхность |д). Фотографии из журнале «Scientific American»
76 Фотоинформация Обычное население литорали — полосы морского дна, обнажающейся во время отлива и снова эапиввемой приливом, — составляют водоросли. Одно из немногих цветковых растений, способных жить и даже цвести в таких условиях как ни в чем не бывало — морская астра. Фото А. Аверьянова А это— просто мартовский снег- Фото А. Аверьянова
Фотоинформация 77 ЫГ«: ^ C:-Y .'•'.IV/* .,.? ' I
78 Земля и ее обитатели Свинья: вчера, сегодня, завтра Что и говорить, уважением свинья у человека не пользуется. Впрочем, это не мешает нам с удовольствием жевать корейку и рулет, буженину и грудинку, эскалопы и сардельки и твердить, что по содержанию биологически ценных веществ свинина превосходит говядину. Биологическую ценность мяса сейчас меряют по содержанию двух аминокислот — триптофана и оксипролииа. Причем триптофан есть только в полноценных белках, а оксипролин — только в неполноценных. Судя по этому показателю, свиинна содержит больше полноценных белков, чем мясо любого другого домашнего скота. К тому же в свинине больше полиненасыщенных жирных кислот, а витамином В| она в 2—7 раз богаче, чем говядина. И других витаминов в ней изрядное количество. Воды в свинине на 12—13% меньше, чем в говядине, а калорий в два раза больше. А то, что свинина хороша на вкус, вряд ли нужно специально доказывать. Свиньи будто бы понимают то значение, которое их мясо имеет для нашей жизни, — за год их потомство увеличивает свой вес в 150—180 раз, тогда как телята - всего в 8—9 раз. При этом свинье на килограмм привеса требуется гораздо меньше корма, а после убоя можно использовать 75—80% от ее живого веса. В ЗАБОТЛИВЫХ РУКАХ ЧЕЛОВЕКА В древности люди добывали себе пропитание охотой, которая, увы, не способствовала регулярной работе человеческого желудка: получалось то густо, то пусто, так как излишки после удачной охоты сохранить не удавалось. В результате долгих постов и столь же долгих размышлений человек решил заняться скотоводством, тем более что зеленый ковер корма лежал возле самого дома. Скотоводство начало давать отходы, для утилизации которых человек и завел в своем хозяйстве всеядных свиней, так сказать, обзавелся живым холодильником. В заботливых руках человека естественная эволюция свииьи прекратилась, начался искусственный отбор. Ранняя половая зрелость, плодовитость, короткий период плодоношения и пластичный генетический аппарат представляют для селекции благодатную почву. Результат налицо — у современной свиньи мало общего с дикими предками. У нее короткие и слабые ноги, недопустимо низко опущена голова, глаза нередко закрыты нависающими ушами, непрочно соединены части тела. Свиноводы далекого прошлого интуитивно отбирали самых продуктивных животных. Критериями оценки были хороший аппетит, плодовитость и скороспелость, что и повлияло на физиологию свиней. При таком жестком отборе свиньям недолго пришлось выбирать, каким органам отдать предпочтение: мозговые процессы мало интересовали человека, пищеварение— вот что было главным. В результате у свиньи мозг мало-помалу слабел (теперь по отношению к весу тела он в четыре раза меньше, чем у собаки), но зато стал необычайно прогрессировать прирост массы тела. Если в недалеком 1800 году свинья за трн-четыре года набирала сто килограммов, то в 1900 году этот весовой
Свинья: вчера, сегодня, завтра 79 рубеж она перешагивала за год, а через полсотни лет вес в сто пятьдесят килограммов был взят за десять месяцев. Но этого мало — чем быстрее свинья набирает массу тела, тем больше обогащается ферментами ее поджелудочный сок, быстрее проходит через кишечник и лучше переваривается корм. Так селекция отразилась на пищеварительной системе животного. Отразилась она и на воспроизводстве свиней. Сейчас число новорожденных поросят превышает число действующих сосков матери, а сами поросята среди детенышей всех сельскохозяйственных животных рождаются самыми незрелыми. КАК У СВИНЕЙ СО ЗДОРОВЬЕМ? Селекция на продуктивность, селекция па толщину сказалась не только на воспроизводстве свиней, но и на их здоровье Человек явно переусердствовал в своих заботах об удобствах свиньи, в ее изоляции от внешнего мира. Создав свиньям «слад- к\ю жизнь», люди уменьшили их сопротивляемость болезням. На здоровье свиней плохо сказывается и отсутствие солнечных ультрафиолетовых лучей в свином закуте. Это снижает фагоцитарную активность лейкоцитов, уменьшает образование витамина D. Но и это еще не все — плохой приток крови к легким из-за усиленного привлечения ее к пищеварительным органам стал предпосылкой частых воспалительных процессов, возникновению которых способствуют и труд- ноперевариваемые вещества в рационе, и бактериальная сверхнасыщенность места обитания, и низкорослость. А все увеличивающаяся слабость сердца замедляет циркуляцию крови, что тоже ослабляет борьбу с инфекциями. Но чувствительней всего свиньи к испорченным кормам и ядам — у их кишечника настолько мощная всасывающая способность, что в организме быстро образуется чрезмерная концентрация токсических соединений. Чем больше свинья ест, тем сильнее дис- симиляторные процессы: за сутки стокилограммовая хавронья выдыхает через легкие десять литров воды и тысячу литров углекислого газа, да еще выделяет 2— 3 литра мочи и примерно столько же навоза. А сидя в закуте, ей приходится вдыхать собственные продукты обмена и бактерии через свой розовый пятак, через низкорасположенные носовые отверстия. Продукты выделения должны незамедлительно удаляться из свинарника. Но животные и сами помогают человеку. Например, физиологические отправления они совершают в одном месте. Так же строго определено и место отдыха; никто, даже соседка, не имеет права его занять. Больные свиньи иногда забывают об этом и жестоко расплачиваются: здоровые собратья без всяких признаков жалости расправляются с ними. Такими суровыми мерами свиньи поддерживают гигиену жилища. Чтобы очистить кожу от бактерий и паразитов, свиньи принимают грязевые ванны. Это зрелище, конечно, знакомо каждому: свинья заходит в густую грязь, обмазывается ею и, обсохнув, трется о что- нибудь твердое. СВИНЬЯ В БУДУЩЕМ В недалеком будущем хозяйственное значение свиней неизмеримо вырастет, потому что растительноядные животные не смогут обеспечить человечество продуктами питания: их кормовая база уменьшается по мере технического развития цивилизации. Увеличивается площадь городов, дорог, плантаций, которые люди используют непосредственно для себя. Поэтому на первый план выступает свинья как источник высококачественного белка и жира. Но и с ее питанием не просто. Вряд ли намного увеличатся отходы молочной, мясной и рыбной кухни, утилизацией которых занимались свиньи. А так как дарами моря целесообразнее кормить домашних птиц. то возникает единственно реальное разрешение кормовой проблемы для многомиллионного поголовья свиней: белок одноклеточных организмов, которые можно выращивать иа углеводородах иефти или на
Земля и ее обитатели У/1//'/4
Свинья: вчера, сегодня, завтра 81 отходах целлюлозно-бумажной промышленности. Другая насущная проблема свиноводства — это примитивное и трудоемкое воспроизводство поголовья: за сю лет скорость прироста массы тела увеличилась почти в 10 раз, а период плодоношения A14 дней) селекционерам уменьшить не удалось. В научной литературе почти нет работ по эмбриональной скороспелости свиней, а ведь это интересная и перспективная проблема, на которую уже сейчас необходимо обратить внимание. Насущны и поиски способов выращивания поросят без материнского молока. Сейчас в Японии, например, создан заменитель свиного молока, который с успехом скармливают поросятам с пятидневного возраста, а в Англии уже сконструирована машина для безматочного выращивания ста поросят. Есть и еще один недостаток свиноводства — хотя и хорошее, но неполное усвоение животными питательных веществ (около 30—40% корма проходит транзитом через кишечник). Степень усвоения корма зависит от тех причин, которые влияют на работу пищеварительных желез, главным образом поджелудочной железы, то есть зависит от породы, типа индивидуума, пола, возраста, технологии кормления и многого Некоторые родственники домашней свиньи: 1 — африканский бородевочник, получивший свое название за огромные кожные наросты на морде; 2, 3 — непосредственные предки домашней свиньи: самка кабана с полосатым детенышем и кабан-самец; 4 — бабирусса. проживающая на острове Супааеси, ее кпыки иногда вырастают до 30 см; бабирусса пюбит плавать, иногда даже переплывает морские запивы; 5 — кистеухая свинья; завидев друг друга, кистеухие свиньи здороваются, наклоняя голову, и кисточки на ушах принимают горизонтальное положение другого. Сейчас благодаря работам по питанию и искусственному осеменению свиней появилась возможность селекции хавроний на ферментативную мощность поджелудочной железы. Метод селекции по принципу «лучший с лучшим образуют лучшее» пользуется в животноводстве давним заслуженным уважением. Это хорошо испытанный прием в племенном свиноводстве. Нельзя ли его сочетать с новейшими работами по молекулярной биологии о наследственном материале в ядре половой клетки? По всей вероятности, это область будущих исследований, но открывать ее пора: необходимо создать породу с более мощной энергией роста, породу свиней, организм которых справлялся бы с высоким содержанием белков дрожжевых клеток в рационе. А пока будущее домашней свиньи вызывает опасения. С флангов ее обходят растительноядные животные и птицы. И увеличение поголовья свиней сопровождается все большими потерями питательных веществ растительного корма. Такое положение дел заставляет глубоко задуматься. Кандидат биологических наук М. А. АЛЕВСКИЙ
82 А почему бы и нет? Лет десять назад газеты и журналы облетела новость: растения чахнут под звуки джаза, а под классические мелодии, наоборот, растут не по дням, а по часам. Сейчас начали писать о новом этапе звуковых опытов, но уже не с вегети- рующими растениями, а с семенами. Отзвуки этого уже есть не только в научной печати. Вот сообщение ТАСС: «Высокие урожаи сахарной свеклы можно собрать... на аэродроме. К такому выводу пришли сотрудники университета в штате Северная Каролина (США). Они установили, что звук реактивного двигателя ускоряет прорастание семян сахарной свеклы». В этом же университете выяснили, что шум реактивного самолета способствует и прорастанию семяи репы. ft**RV4PHHKIP Энергии звука в 100—110 децибел и частотой от 200 до J 2000 герц хватит, чтобы разрушить не только внешние био- ССМСНЗ структуры семян, но и более прочные вещи. Кстати, американцы объясняют быстрое прорастание и биохимической стимуляцией, и механическим разрушением внешней оболочки семян, что открывает доступ воде и кислороду внутрь семени. Что же касается практического применения этого открытия, то ситуация напоминает сказку о репке и дедке. Аэродромов в теплых широтах планеты не так много, чтобы возле них приютить все плантации сахарной свеклы. Кроме того, почва даже в нескольких километрах от взлетно-посадочных полос обычно содержит много канцерогенов. Здесь не только сеять, но и пасти скот не советуют. Да и летный час реактивного самолета стоит 500—1000 долларов. Так что дешевле классический оркестр, который, судя по экспериментам с музыкальной стимуляцией растений, полезно привезти на поле. Конечно, реактивные двигатели могут пробуждать семена и в стационарных условиях, а не только в полете. Но и это не такая уж находка. Наземную реактивную установку дешевой и мобильной не сделаешь. Если разместить двигатель в грузовике, то придется тащить с собой цистерну с горючим: турбина прожорлива. И будьте добры, обеспечьте там, куда вас вызвали, достаточное шумоглушение. Ведь шум не только благо. Можно поступить и по-другому — возить семена к мотору, а не его на поля. Но что делать, когда предпосевная обработка закончена? Одиннадцать месяцев простоя? И тем не менее стимуляция звуком перспективна. Именно звуком, а не ультразвуком! Это доказали сотрудники кафедры лесных культур Сибирского технологического института. Задача, за которую поначалу взялись в Красноярске, была локальной: хотели заменить дорогие и малопроизводительные ультразвуковые генераторы чем-то более простым,
Озвученные семена 83 доступным по цене лесхозам. К тому же ультразвук капризен, на одни растения он влиял положительно, а другие угнетал. Поэтому с ультразвуком решили распрощаться. На кафедре лесных культур перешли в звуковой диапазон частот с помощью обыкновенного автомобильного гудка. И сразу же удача: низкий, около 100 герц, звук улучшал всхожесть растений, причем гораздо лучше, чем ультразвук. Но больше всего понравилась семенам процедура под названием «озвученная вода». Вот подтверждения, цифры: всхожесть сухих семян клена я сенел истого после пятиминутного звукового облучения 60.8%, у замоченных в озвученной воде — 61,5. А в контроле проросло только 28,2% семян. В Северной Каролине всхожесть семян, слушавших рев реактивного двигателя, была в два раза выше, чем в контроле. Как видите, эффект примерно такой же. Только реактивный мотор почему-то вообще не повлиял на сухие семена. И другое различие — американцы озвучивали не воду, а замоченные в обычной воде семена. Но насколько у нас проще техническая сторона дела. Здесь нет адского грохота реактивной струи. Наполиеииое водой ведро, в которое в течение получаса гудит автомобильный гудок, — вот и все оборудование. В ведро ие позже чем через час после озвучивания насыпают семена. И еще через несколько часов вся процедура заканчивается. Такая простенькая обработка семяи дает тем не менее ощутимый эффект: расход семяи в лесопитомниках снижается вдвое-втрое. В США только начали звуковые эксперименты с семенами, а наши сотрудники Сибирского технологического института уже могут сказать, что за десять лет дурных признаков в развитии растений ие обнаружено. Напротив, подопытные сеянцы легче переносили заморозки и быстрее росли. Так, четырехлетние лиственницы сибирские в посевах из семян, обработанных звуком или озвученной водой, были иа 5—6 сантиметров выше, чем деревца из обычных семяи. Подобная же картина и у даурской лиственницы, обыкновенной сосны и клена ясеиелистого, с той лишь разницей, что для каждого вида свое время звуковой обработки семяи. В последние годы иа кафедре лесных культур расширили арсенал воздействий на семена деревьев. Оказалось, что после совместного действия электрического тока и 25-процентного раствора марганцевокислого калия семена дружнее всходят и в лаборатории и в поле. Из иежиых росточков выживает в полтора-два раза больше сеянцев, чем в контроле. Но об этом нужен свой, особый рассказ. В. ТАРХАНОВСКИЙ
84 Новости отовсюду НА ПОЖАРЕ РЕШАЮТ МИНУТЫ Про устройства, сигнализирующие о возникновении пожара, в «Химии и жизни» уже писалось A973, №10). Но пожарным мало знать о Самом бедствии — им важно еще располагать и сведениями о горящем объекте. Как сообщает журнал «Computer» A973, №4), в Глазго (Великобритания) пожарная служба города оснащается ЭВМ, располагающей данными о планировке жилых, административных и промышленных зданий, находящихся в них горючих материалах и способах их тушения. Пока машины будут мчаться на пожар, расположенные в них быстропечатающие устройства, связанные по радио с ЭВМ, выдадут пожарным всю информацию, необходимую для успешной борьбы с огнем. СТОКИ —В ДЕЛО Города растут там, где есть промышленные предприятия. И тем, и другим нужна чистая вода. И те, и другие превращают ее в стоки, загрязняющие близлежащие водоемы... Но объем городских стоков можно существенно сократить, если воду, полученную после очистки жидких бытовых отходов, использовать для промышленных нужд. По сообщению журнала «Computer» A973, №4), в городе Гарланде (Техас, США) создается специальный автоматизированный завод по переработке бытовых сточных вод в воду, которую могут использовать предприятия. Контроль за всеми операциями по очистке осуществляет ЭВМ: она сопоставл яет сигналы датчиков загрязнений, рассчитывает необходимые дозы реагентов и отдает приказы исполнительным механизмам. ГРУЗОВИК С НЕФТЬЮ Нефть перевозят по суше в цистернах. Чтобы использовать для этой цели обычные грузовики, в Голландии разработаны герметичные складные контейнеры. Складываются они затем, чтобы при холостых рейсах тара» занимала как можно меньше места. Несмотря на то что контейнеры герметичны, при заполнении их нефтью и при разгрузке может случиться всякое. Пролитая же на почву нефть — несколько тонн сразу — пользы природе не принесет. Поэтому проектировщики предусмотрели особые помещения, названные «экологическими боксами». Они облицованы синтетическим материалом, прекрасно впитывающим нефть,— на тот случай, если она все- таки прольется. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — ПРИ 60° К Сверхпроводимость, как известно, проявляется обычно при температурах, близких к абсолютному нулю, и все попытки получить вещество, которое оставалось бы сверхпроводником при более высокой -температуре, до сих пор были неудачными. Рекордсменом оставался сплав никеля, алюминия и германия, у которого это свойство еще наблюдается при 20,4° К. Недавно этот рекорд был перекрыт — ив целых три раза. Органическая соль — кристаллический диметилте- тратиофульвален - тетрациа- нохинодиметан ведет себя как сверхпроводник при 60° KI Правда, это ее свой- во непостоянно, но— как сообщает журнал «Scientific American» A973, №5) — авторы открытия, физики из университета штата Пенсильвания, надеются в дальнейшем добиться его стабилизации.
Новости отовсюду БЕЗ СКАЛЬПЕЛЯ В США разработан метод диагностирования и удаления опухолей с помощью ультразвука («Science Digest», 1973, №3). Предложенный метод позволяет хирургу обходиться без нарушения кожных покровов. Необходимость анестезии также исключаете я. В БАЛЕТ! ГОДИТЕСЬ! Любому подростку можно с точностью до пяти сантиметров предсказать, какого роста он будет, став взрослым. Для этого надо знать возраст ребенка, его рост в момент обследовани я и степень зрелости его костей, оцениваемый рентгенологически. Метод расчета, разработанный доктором Дж. Тэннером из Института детского здоровья в Лондоне, уже нашел себе применение, в частности при обследовании юных танцоров, желающих заниматься в Королевской школе балета. Абитуриентам важно знать, на сколько они еще вырастут, так как слишком высокий или слишком маленький рост делают сценическую карьеру почти невозможной. Не исключено, что метод Тэн- нера найдет себе и другое практическое применение, а пока врачи стараются повысить точность своих расчетов. БИОСФЕРА И СОЛЕНАЯ КАПУСТА В Нью-Йорке, где солят примерно 40 000 тонн капусты в год, сточные воды этого заготовительного процесса становятся ощутимыми загрязнителями. Они содержат в довольно высоких концентраци ях поваренную соль, кислоты и неокислен- ные органические вещества. Предложен способ утилизации этих стоков — выращивать на них бактерии. По сообщению журнала «Um- schau in Wissenschaft und Technik» A973, №14), опыты показали, что бактерия Geotrichum condidum извлекает из отходов капусты до 90% растворенных веществ, а содержание протеина в бактериальной массе приближается к МОЖНО ЛИ ИЗМЕНИТЬ ГРУППУ КРОВИ! «В принципе можно»,— считает английский биохимик д-р Флауэрс, об экспериментах которого сообщает журнал «Sciences et Ave- nir» A973, №317). Дело в том, что групповые свойства крови зависят от состава внешних мембран эритроцитов, точнее, от входящих в них химических группировок — антигенных детерминантов. Они играют роль меток, по которым антитела организма «узнают» чужие эритроциты. Например, дл я эритроцитов крови III группы характерно наличие в мембранах галактозы, а в эритроцитах I группы ее нет. Д-р Флауэрс обработал изолированные мембраны эритроцитов 111 группы ферментом, отщепл яющим галактозу; после этого мембраны вели себя так, как будто принадлежали крови 1 группы. Правда, на целых эритроцитах такая операция еще не удалась. Если такие работы увен- чаютс я успехом, это будет иметь важное практическое значение. Ведь кровь I группы универсальна — ее можно переливать любому больному... КОНСЕРВАНТЫ ПОД ПОДОЗРЕНИЕМ Для сохранения пищи впрок часто используют консерванты — вещества, угнетающие развитие микроорганизмов. Но, как пишет журнал «New Scientist» A973, т. 59, № 862), некоторые из них угнетают и рост различных клеток млекопитающих. Правда, пока еще нельзя
86 Новости отовсюду точно сказать, вредны ли консерванты для людей — опыты делались на культурах клеток, а не на целых организмах. ГОРИТ, ДА НЕ ДЫМИТ Горение без дыма — не новость. Есть даже бездымный порох. Но здесь речь пойдет о бездымном угле, такого еще не было. Новое топливо, которое разработано в Московском институте горючих ископаемых, готовят так. Измельченный уголь за 2—3 секунды нагревают в вихревых камерах до температуры 420— 450° С, затем угольные брикеты формуют и прокаливают в специальных шахтных печах непрерывного действия при температуре 650—750° С. ПЕРЕСОЛ НА ШОССЕ... Самое распространенное и проверенное средство против обледенения дорог — посыпать их поваренной солью. Но вот уже лет десять против этого средства энергично протестуют и автомобилисты, и пешеходы: соль разъедает шины и поддоны машин, портит обувь. Теперь против соли на дорогах появился еще один аргумент. Оказывается, вода в прудах, озерах и колодцах близ шоссейных дорог, которые каждую зиму посыпают хлористым натрием, через несколько лет становится солоноватой и непригодной для питья ВСПЫШКИ В КОСМОСЕ Сенсацией последней конференции по космическим лучам (она проходила в Денвере) было сообщение о том, что в межпланетном пространстве обнаружены непонятные всплески гамма- излучения. На четырех спутниках серии «Вела» были установлены сцинтилляционные кристаллы Csl(Te) и часы, ко- Рж% г торые вели точный отсчет времени. И все четыре кристалла практически одновременно регистрировали вдруг резкое увеличение потока гамма-лучей. За время полета (с 1969 по 1972 г.) обнаружено 16 таких всплесков длительностью от 0,1 до 30 секунд. Причина всплесков пока не ясна. Солнце здесь ни при чем: в те моменты оно было спокойно. Может быть, предполагает «The Astrophy- sical Journal» (т. 182, с. 85), это следствие взрывов сверхновых звезд? Таких взрывов, по оценке специалистов, как раз должно быть около десяти в год. ОСТОРОЖНО, МОЛОКО! Задумывались ли вы над тем, сколько молока можно выпивать в день? Специалист по проблемам питания и развития человека Н. Кретч- мер в журнале «Popular Mechanics» A973, №1) утверждает, что если ваши предки европейцы, то любое количество молока вам не повредит. Но если ваша родословная началась в тех местах Азии и Африки, где молоко не было повседневным продуктом питания, то его употребление в больших количествах может привести к расстройству желудка из-за нехватки в организме фермента лактазы, помогающего перерабатывать молочный сахар — лактозу. Особенно недостает лактазы детям в возрасте от двух до четырех лет. ДОРОГА ИЗ ОТХОДОВ Каких только сочетаний бросовых веществ не предлагали для покрытия дорог — старые покрышки и шлак, отходы каучука и битое стекло... А вот еще один рецепт, о котором пншет журнал «Engineering News Record». 25% дробленого бетона, столько же измельченного стекла, 44% щебня, 5% битума и 1 % гашеной
Новости отовсюду 87 извести; поверх этого основного слоя укладывают «слой износа» толщиной 25 мм — в нем уже 50% стекла, 43% песка, 6% битума и 1% извести. Температура, нужна я для изготовления смесей, невысока — 135° С; укладывать их нужно в холодную погоду — тогда получается достаточно шероховатая поверхность. Предполагается, что такое покрытие будет отличаться высокой прочностью. РАДИОВОЛНЫ ВМЕСТО ЯДОХИМИКАТОВ Эффективным средством борьбы с сельскохозяйственными вредителями и сорняками могут стать электромагнитные колебания высокой частоты. Они действуют непосредственно на молекулы, входящие в состав живых организмов, и нарушают их жизненно важные функции. Построенная американскими учеными передвижная установка облучает почву в междурядьях колебаниями с частотой 2450 мгц. Как сообщает журнал «Scientific American» A973, №9), обработанные таким способом плантации бахчевых и лука дали прибавку урожая на 60% по сравнению с участками, обработанными вручную. Правда, облучение плантаций обходится недешево, зато радиоволны в отличие от ядохимикатов не оставляют после себя никаких вредоносных остатков. ПОЛЕЗНАЯ ДОБАВКА! Обычно медики косо смотрят на химические добавки к пищевым продуктам: бывает, что после тщательных исследований, казалось бы, самые безобидные добавки оказываются вредными. Но похоже, что по крайней мере одна группа их весьма и весьма полезна. Это анти- оксиданты — вещества, противодействующие окислению, которые добавляют в такие продукты, как, например, кукурузные хлопья, чтобы содержащиеся в них жиры не прогоркали. Эксперименты на животных свидетельствуют о том, что эти вещества задерживают развитие рака желудка. Как сообщил журнал «Science et Vie» A973, №670), некоторые американские врачи считают, что именно поэтому американцы, канадцы и австралийцы — самые большие любители кукурузных хлопьев и других подобных продуктов — в 2—3 раза реже умирают от рака, чем жители Европы. УСПЕШНАЯ МИКРОТРАНСПЛАНТАЦИЯ Речь идет не о пересадке сердца или почки, а о трансплантации всего лишь крохотного кусочка печени. Тем не менее новый метод, разрабатываемый американскими учеными А. Мукерджи и Дж. Краснером, заинтересовал ученых: он может открыть перспективу радикального лечения некоторых врожденных заболеваний, когда организм неспособен вырабатывать те или иные ферменты. Одно из таких заболеваний связано с недостаточностью фермента, обычно синтезируемого в печени — это приводит к резкому повышению содержания в крови желчных пигментов. Исследователи пересадили больным крысам по несколько кусочков здоровой печени— всего 5% от ее веса. Три месяца спустя активность фермента в организме крыс повысилась с нуля до 15% нормы, а содержание желчных пигментов в крови снизилось в 5 раз.
Болезни и лекарства 89 Химия алкогольной болезни Доктор биологических наук И. А. СЫТИНСКИЙ Главный «микроб» алкоголизма — это, конечно, сам алкоголь. Однако не каждый, кто пьет спиртные напитки, становится алкоголиком. Нередко даже многолетнее систематическое пьянство не влечет за собой алкоголизма и сопровождающей его деградации личности: человек сохраняет интеллект, чувство ответственности перед обществом,, семьей, способность к творческой деятельности. Такой человек не теряет самоконтроля, не становится рабом спиртного, всегда может отказаться от выпивки, у него не бывает мучительной тяги опохмелиться — одного из главных признаков алкоголизма. Развитие алкогольной болезни — это результат взаимодействия многих социальных, психологических и физиологических факторов. И наименее изучена именно биохимическая, физиологическая сторона алкоголизма. По сей день остается открытым во- Первая статья этого цикла — «Химия опьянения» — напечатана в «Химии и жизни», 1974, № 1. прос о том, где проходит граница между бытовым пьянством и болезненным злоупотреблением спиртными напитками — хроническим алкоголизмом, который поддается лечению с большим трудом, да и ю не всегда. Еще предстоит разработать точные биохимические критерии, которые позволят определить, переступил ли уже человек эту тонкую, едва различимую черту. Однако в последние годы уже накоплены некоторые данные о химии тех внутренних механизмов, которые приводят к развитию алкоголизма. Об этом мы и попытаемся рассказать. БИОХИМИЧЕСКОЕ ПРЕДОПРЕДЕЛЕНИЕ Восприимчивость человека к спиртным напиткам может зависеть от некоторых особенностей обмена веществ. Наиболее полно такая гипотеза была сформулирована лет двадцать назад американским ученым Р. Вильямсом. По его мнению, присущая всякому организму наследственно обусловленная биохимическая индивидуальность у некоторых людей может проявляться в нарушении синтеза одного или нескольких ферментов. Это вызывает извращение обмена — организм не может полностью использовать те или иные питательные вещества. В нем возникает недостаток некоторых аминокислот, дефицит витаминов, а это не может не сказаться на деятельности нерв- пых центров гипоталамуса, контролирующих питание. В результате и может возникнуть повышенная потребность организма в алкоголе — веществе, в котором при нормальном обмене организм не нуждается. Гипотеза Вильямса нашла некоторое подтверждение в опытах на животных. Снижение калорийности питания на 50%, недостаток витаминов группы В, некоторых гормонов, отравление четыреххлористым углеродом или введение инсулина вызывали у мышей и крыс заметную тягу к алкоголю (которая закреплялась генетически н даже усиливалась у потомства), а введение женских половых гормонов, наоборот, уменьшало ее. К сожалению, объяснить химический механизм взаимосвязи между этими нарушениями питания и влечением к
90 Болезни и лекарства алкоголю весьма трудно именно из-за разнообразия причин, способных вызывать одни и те же последствия. Крупный исследователь биохимических предпосылок алкоголизма Д. Лестер придает большое значение одной из стадий превращения алкоголя в организме — его окислению в уксусную кислоту. Известно, что на ранних этапах эволюции жизни алкоголь играл важную энергетическую роль: фермент алкогольдегидрогеназа окислял его до уксусного альдегида, который превращался в важный метаболит — «активный ацетил». Этот промежуточный продукт обмена веществ, как и АТФ, может служить источником энергии и участвует в синтезе незаменимых для организма соединений. «Пережитком» этих далеких времен, возможно, и является сама алкогольдегидрогеназа, которая содержится в организме животных и человека в необъяснимо большом количестве (маловероятно, чтобы в эволюционном развитии обмена веществ было предусмотрено изобретение человеком алкогольных напитков). Нервная система таких первых организмов была еще очень примитивна, и поэтому на ней не сказывалось побочное действие алкоголя, связанное с отравлением нервных клеток. Однако с развитием нервной системы, а затем и головного мозга, с повышением чувствительности нервных клеток к алкоголю организмы оказались вынужденными искать ему замену. Место алкоголя в этих процессах заняла уксусная кислота. Но у некоторых людей новый путь синтеза «активного ацетила» может в результате наследственных изменений нарушаться. В этом случае организм начинает покрывать недостаток активного ацетила старым способом — за счет алкоголя. Так возникает потребность в алкоголе и влечение к нему. Существует и третья гипотеза о возможной роли нарушения обмена веществ в происхождении алкогольной болезни. У алкоголиков часто наблюдается постоянное состояние напряженности; такое состояние может быть вызвано нарушением в организме баланса между адреналином («веществом напряжения») и его антагонистом адренохромом. Действительно, в крови алкоголиков наблюдается усиленное разрушение адренохрома. Постоянный дефицит его и выражается в состоянии тревоги и напряжения, которое можно устранить, если ввести адренохром извне. В быту же недостающий адренохром заменяют алкоголем: он снижает выработку адреналина и таким путем уменьшает внутреннее психическое напряжение. Так или иначе, вполне возможно, что в некоторых случаях пристрастие к спиртному связано с изменением обмена веществ в организме. Не исключено, что со временем будут созданы методы эффективной профилактики алкоголизма, основанные на раннем выявлении таких нарушений обмена; это позволит своевременно лечить «кандидатов в алкоголики». ОТ ЗАЩИТЫ — К ПРИВЫКАНИЮ Организм противодействует опьянению. В первой статье мы рассказывали, как организм избавляется от алкоголя, перерабатывая его или выводя наружу в неизменном виде. Одна из таких защитных мер против избытка алкоголя — рвотная реакция. Но при частом употреблении больших доз спиртного рвотный рефлекс исчезает. Это говорит о том, что реакция нервных клеток на алкоголь изменилась: они приспособились к хронической интоксикации. Теперь для того чтобы получить прежний эффект от хмельного, нужны уже большие (иногда в 8—10 раз) дозы, которые у непьющего человека вызвали бы тяжелое отравление. Потребление алкоголя может достигать 1—1,5 литра в день. Такое состояние организма, привыкшего к алкоголю, называется толерантностью. Это первый признак наступающего алкоголизма. У здорового человека основная масса алкоголя, попавшего в организм, перерабатывается в печени. Но когда счет идет уже па литры, это далеко превышает ее возможности. Тем не менее после приема таких больших количеств алкоголя его концентрация в крови у алкоголика падает гораздо быстрее, чем у здорового человека. По-видимому, алкоголь перерабатывает-
Химия алкогольной болезни 91 ся какими-то дополнительными путями, с помощью неизвестных нам пока биокатализаторов. Их возросшая активность и есть первая «химическая граница» между просто пьяницей и алкоголиком. Почему же такие большие дозы алкоголя теперь не действуют на нервные клетки? Видимо, их спасает торможение. В первой статье мы уже говорили, что алкоголь вызывает депрессию нервных клеток. В частности, он подавляет выработку медиатора возбуждения ацетилхолина и увеличивает выработку медиатора торможения гамма- ьминомаслянон кислоты. Теперь эти процессы накладывают глубокий и постоянный отпечаток не только на поведение человека, ио и на состояние его нервных клеток. Одновременно нарушаются и энергетические процессы в клетках, возникает дефицит АТФ; алкоголь тормозит активность ферментов, вызывающих распад АТФ с выделением энергии. Это тоже способствует погружению нервных клеток в состояние торможения. ОТ ПРИВЫЧКИ — К ПОТРЕБНОСТИ Одно из первых проявлений алкогольной болезни — потеря контроля над собой. Алкоголик не может насытиться: после первой же рюмки у него возникает потребность в следующей, и эта тяга все растет, пока не наступит тяжелое опьянение. Биологическая сущность этой потребности во все возрастающем количестве алкоголя остается пока не раскрытой. Можно предположить, что важное значение здесь имеет нарушение обмена глюкозы — основного источника питания клеток мозга. Мозговая ткань алкоголика усваивает глюкозу с большим трудом. Неусвоенная глюкоза в большом количестве остается в крови — это вводит в заблуждение нервные центры, регулирующие потребление питательных веществ и чувствительные к содержанию глюкозы в крови, создает у них ложное представление о «сытости» организма, в то время как на самом деле мозг испытывает острый дефицит питания. Остро нуждающаяся в энергии нервная клетка может использовать поступающий в нее в избытке богатый калориями алкоголь. Так алкоголь включается в ее обмен веществ, становится необходимым компонентом «типовых» реакций мозга алкоголика. Физическая зависимость от алкоголя, когда непреодолимая тяга к спиртному оттесняет на задний план такие обычные физиологические потребности, как голод и жажда, особенно сильно проявляется у алкоголика при внезапном лишении спиртного. Это еще один, самый грозный признак алкоголизма — так называемый синдром абстиненции, или похмелье. Это не то похмелье, которое может возникнуть у любого здорового человека после излишней дозы алкоголя, хотя внешние проявления в обоих случаях кажутся сходными. Потеря аппетита, головная боль и тошнота «с перепоя» у здорового человека — это следствие вчерашнего отравления алкоголем. Алкоголик же страдает не потому, что он много выпил вчера, а потому, что он еще не выпил сегодня. У него болит голова, дрожат руки, появляются тошнота и рвота, бессонница, наблюдаются повышенное потоотделение и нарушения сердечной деятельности. Но главное — его непреодолимо тянет поскорее опохмелиться. И стоит ему выпить даже немного, как наступает субъективное улучшение, непри- Я1ные симптомы исчезают. Так возникает замкнутый круг: тяга к спиртному толкает на новые и новые выпивки, которые все сильнее отравляют организм и усиливают его потребность в алкоголе. Механизм развития синдрома абстиненции еще недостаточно изучен. Несомненно одно: это состояние тем тяжелее, чем сильнее нарушен обмен веществ в организме, приспособившемся к использованию повышенного количества алкоголя. Большую роль и здесь играет медиатор возбуждения ацетилхолии. Алкоголь подавляет его образование, на что организм реагирует увеличением числа рецепторов ацетилхолина в нервных клетках, чтобы не нарушались процессы проведения нервных импульсов. Тогда же, когда организм лишен алкоголя, ацетилхолин выделяется беспре-
92 Болезни и лекарства пятственно, действует на ставшие особенно чувствительными к нему нервные клетки, и возникает состояние сверхвозбудимости: больной чувствует нервное напряжение, раздражителен. И только рюмка водки, вновь подавляющая выработку ацетилхоли- па, приносит больному облегчение. Советский психиатр профессор А. А. Порт- нов, указывая на сходство симптомов абстиненции с признаками алкогольной интоксикации (покраснение лица, потливость, рвота, сердцебиение и пр.), считает, что абстиненция — это результат действия компенсирующих механизмов, которые пытаются имитировать привычное для организма состояние повышенного содержания алкоголя, сохранить вызываемую им активность вегетативной нервной системы, присущую алкоголику. Но поскольку алкоголя в организме на самом деле нет, эта вынужденная имитация не привоцит к желаемому результату и вызывает срыв — тревогу, депрессию, порой судорожные припадки или острые психозы. Опохмеление же временно «нормализует», вводит в ставшую уже привычной алкогольную колею разнообразные биохимические и иные процессы, нарушенные при абстиненции. ЦЕНТРЫ ЭМОЦИЙ И «ВНУТРЕННИЕ НАРКОТИКИ» Еще двадцать лет назад канадский ученый Дж. Олдс открыл в головном мозге нервные структуры, с раздражением которых связаны положительные и отрицательные эмоции, — «центр неудовольствия» и «центр наслаждения», находящиеся в гипоталамусе (подробнее об этих центрах было рассказано в статье А. Талова «Бухгалтерия мозга», «Химия и жизнь», 1973, № 5). Малейшие колебания состава внутренней среды организма сказываются на деятельности этих центров и таким способом принимают участие в формировании поведения. Возбуждение «центра неудовольствия» вызывает ощущение страха, беспокойства и сопровождается повышением концентрации в крови норадреналина и адреналина, возбуждающих головной мозг. При систематическом пьянстве содержание норадреналина в мозге снижается вдвое: возможно, алкоголь «вымывает» норадреналин из нервных клеток и удаляет его из организма, а может быть, тормозит процессы его обмена. В результате интенсивность отрицательных эмоций после приема алкоголя уменьшается, раздражение «центра неудовольствия» снимается. По-видимому, алкоголь оказывает влияние и на «центр наслаждения», но не прямое, а, вероятно, через посредство медиатора дофамина. Главная функция дофамина — регуляция тонуса скелетных мышц (возможно, именно недостатком дофамина объясняется характерное для алкоголиков дрожание рук в состоянии похмелья). Нормальный путь обмена дофамина нарушается под действием продукта окисления алкоголя — уксусного альдегида. При этом в мозге образуются алкалоиды, сходные с наркотиком морфином, это бесспорно доказано чувствительными методами современной химии. Вероятно, именно возникающие в мозге #ри алкоголизме «внутренние наркотики», а не сам алкоголь, стимулируют «центр наслаждения». Это сближает алкоголизм с другими видами наркомании: во всех этих случаях мозг получает одну и ту же искусственную стимуляцию, вызывающую приятные эмоции. Раздражение «центра наслаждения» внутренними наркотиками создает зону самостимуляции, требующую постоянного подкрепления своего возбужденного состояния, но уже не электрическими импульсами, как в опытах Олдса, а все новыми и новыми дозами алкоголя. Создается опять-таки замкнутый круг: выпивка приводит к образованию из алкоголя уксусного альдегида, он извращает обмен дофамина, синтезируются алкалоиды, раздражающие «центр наслаждения», появляются приятные эмоции, для продления которых нужна новая выпивка... Скорость синтеза внутренних наркотиков может быть у разных людей весьма различной. Возможно и накопление их в каком-то депо, а потом залповый выброс всей накопленной дозы, который вызывает перевозбуждение «центра наслаждения». С этого момента возникает неодолимая тяга
Химия алкогольной болезни 93 к алкоголю — запой, который продолжается до тех пор, пока выделившиеся алкалоиды не будут исчерпаны, переработаны и не наступит временное успокоение «центра наслаждения». Запой кончается- Но стоит больному выпить снова, как опять запускается вся цепь процессов: новый выброс алкалоидов вызывает новый запой. Приятные эмоции, возникающие у алкоголика после выпивки, влияют и на кору больших полушарий мозга — здесь появляется постоянный очаг, настроенный на сигналы «центра наслаждения», так называемая алкогольная доминанта. В результате в дополнение к описанному выше биохимическому механизму создается и условный рефлекс, вызывающий уже чисто психологическую тягу к алкоголю. ДЕГРАДАЦИЯ ЛИЧНОСТИ, РАЗРУШЕНИЕ ОРГАНИЗМА Алкоголизм сопровождается повреждением всех систем организма. Прежде всего нарушается витаминный обмен: в крови и спинномозговой жидкости алкоюлика создается резкий дефицит витамина Bj, никотиновой и аскорбиновой кислот. Вероятно, измененные реакции обмена веществ и процессы переработки алкоголя, идущие в организме алкоголика, связаны с усиленным потреблением ферментов, в состав которых входят многие витамины. С другой стороны, при алкоголизме подавляются структуры головного мозга, имеющие отношение к регуляции питания. Чувство голода и аппетит исчезают: все помыслы алкоголика направлены на то, чтобы выпить. Нарушение нормального питания усугубляет недостаток в организме витаминов. Наконец, сказывается, видимо, и нарастающее повреждение печени, играющей важную роль в витаминном обмене. Дефицит витамина Bi в организме снижает активность ферментов и способствует накоплению в крови неиспользованных азотистых продуктов обмена, которые достигают уровня, соответствующего «сытому» состоянию. Это, в свою очередь, вызывает рефлекторное снижение аппетита и уменьшает поступление витаминов и питательных веществ в организм— еще один замкнутый круг... В голодающих нервных клетках резко снижается выработка энергии, необходимой для синтеза нужных клетке веществ и для ее нормальной работы. Нарушаются процессы проведения нервных импульсов, обработки информации. Все это приводит к нервным и психическим расстройствам. Одновременно нарушается гормональный контроль деятельности различных органов, это усугубляет расстройства нервной системы. Развиваются психозы, чаще всего печально известная белая горячка. В нашей предыдущей статье говорилось, что алкоголь вызывает в мозге мелкие кровоизлияния, закупорку сосудов и разрушение мозговых клеток. По мере развития алкоголизма таких атрофированных участков мозга становится все больше. Повреждение мозга приводит к снижению интеллекта, к деградации личности. У мужчин снижается половая способность, хотя и сохраняется половое влечение. Это создает основу для алкогольного бреда ревности — болезненного убеждения больного в неверности жены, которое возникает при ясном сознании и нормальном во всем остальном поведении. Объяснить таким больным, что их подозрения не соответствуют действительности, невозможно, поэтому они бывают крайне опасными для окружающих. В задачу нашей статьи не входит описание всех психических болезней, возникающих на почве алкоголизма, таких, как алкогольная депрессия, слабоумие, алкогольный псевдопаралич, корсаковский психоз, алкогольная энцефалопатия и т. д. Одного этого перечисления более чем достаточно, чтобы представить себе роковые последствия алкоголизма. Но алкоголизм несет с собой не только разрушение психики. Важнейшая после мозга точка приложения действия алкоголя в организме —печень. Проникновение алкоголя в ее клетки вызывает их жировое перерождение. Печень уже не может выполнять свою защитную функцию — обезвреживать токсические продукты распада веществ в организме. Расстройство ее работы отражается на витаминном балансе, на обмене магния и меди, участвующих в тканевом дыхании и кроветворении, и т. д.
94 Болезни и лекарства Алкоголь поражает и другие внутренние органы. Возникает гастрит —воспаление слизистой оболочки желудка; гибнут железы, выделяющие желудочный сок, начинается катар желудка. Нарушается механизм сужения и расширения кровеносных сосудов (характерный красный нос хронического алкоголика с прожилками расширенных вен), поражаются атеросклерозом сосуды сердца... Наша статья была попыткой составить из разрозненных фрагментов более или менее цельное представление о причинах и путях развития болезненного привыкания к алкоголю. Изучение этого процесса очень лаж но для разработки лечебных мероприятий, направленных на борьбу с алкоголизмом: эффективное лечение этой болезни возможно только на основе прямого вмешательства в патологически измененные процессы обмена веществ. Но подробнее о существующих методах лечения и о перспективах новых подходов к этой проблеме мы расскажем в следующей статье — «Химия против алкоголизма». Характер алкоголика Кандидат медицинских наук М. Е. БУРНО Издревле значительная часть взрослых людей Земли не отказывается от алкогольных напитков. Мировая статистика, однако, свидетельствует, что алкоголиками становятся не все пьющие: из них 94% или не злоупотребляют спиртным, или, даже злоупотребляя им, долго не становятся хроническими алкоголиками. Это объясняется тем, что только у немногих людей существует предрасположенность к хроническому алкоголизму, обусловленная сложным воздействием различных факторов. Эти факторы во всем мире изучают сейчас социологи, биохимики, физиологи, психологи и психиатры. Ведь для успеха профилактики алкоголизма необходимо, в частности, знать, кто легче и быстрее других спивается, а значит — кому следует особенно остерегатьс я ал- коголя. Предположив, что существуют определенные типы людей, особенно предрасположенных к алкоголизму, мы исследовали 100 быстро спившихся мужчин-алкоголиков, лечившихся в одном московском психоневрологическом диспансере. Исследование позволило выявить п ять характерных типов1. 1. СЛАБОВОЛЬНЫЕ, «ДУШЕВНЫЕ» ЛИЧНОСТИ С НЕКОТОРОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ОГРАНИЧЕННОСТЬЮ Это самая большая группа F5 из 100). Эти люди не получают настоящего удовольствия от умственных занятий— даже те из них, кто имеет высшее образование. Читают лишь спортивную прессу или «про шпионов». Предпочитают физический труд, нередко занимаются им с большим умением, смекалкой, но не способны заполнить свой досуг по причине недоразвитости духовных интересов. Слабовольны, внушаемы. Часто в детстве прогуливают школу из-за бесхарактерности: ребята позвали поиграть в футбол... Не думают серьезно о будущем, незлопамятны, легко раздражаются и быстро отходят. Склонны к безобидной лжи и наивному хвастовству; покладисты, предпочитают подчиняться, а не командовать. Пьянствовать начинают обычно по примеру товарищей. Вкус напитков не интересует, лишь бы захмелеть, потому пьют крепкое. С самого начала проявляют выносливость к большим количествам спиртного. Испытав однажды* дурманящее действие алкоголя, прибегают к нему при малейшей неприятности. (Слабовольному чувствительному человеку гораздо легче бороться с неприятными переживаниями с помощью алкоголя, нежели рассуждений.) 2. НЕУСТОЙЧИВЫЕ ИНФАНТИЛЬНЫЕ ЛИЧНОСТИ Инфантилизм — это сохранение у взрослого человека психических черт ребенка и юноши. К таким чертам от-
Характер алкоголика 95 носятся: легкомыслие, неустойчивость интересов и настроения, высокая впечатлительность, детская склонность к фантазированию, вранью «просто так», стремление находиться в центре внимания, заносчивость, самоуверенность, стремление думать и поступать вопреки всяческим советам. Часто такие люди с детства стремятся к искусству, однако быстро остывают к делу, за которое горячо берутся. Подобно детям, неспособны долго и глубоко переживать горе, но часто лирически грустят. Во время свойственных им спадов настроения тянутся к алкоголю как к лекарству от грусти («подумаешь, что тебе уже за двадцать, а в кино еще не снялся, нигде не напечатало я»). Выносливостью к алкоголю поначалу не отличаются, но через несколько месяцев пьянства привыкают к большим дозам. 3. СЛАБОВОЛЬНЫЕ АСОЦИАЛЬНЫЕ ЛИЧНОСТИ Эти люди отличаются недоразвитием нравственных чувств (стыда, раскаяния, сочувствия, жалости и т. п.), слабоволием и грубоватостью. В детстве угрюмы, эгоистичны, мстительны, часто трусливы, вспыльчивы. Постоянно корыстно лгут, способны получать удовольствие от причиняемого зла. Обычно не хотят никому подчиняться, не желают учиться, работой не интересуются. В то же время многим из них с детства свойственна ханжеская маска льстивости и угодливости. Капризны, любят, чтобы с ними нянчились (один из них говорил жене: «а ты найди подход, чтоб я эти носки надел»). С детства часто любят изысканно поесть и тратят на еду много времени. Неразборчивы в половой жизни. Податливые на все плохое, легко втягива- ютс я в компании пь яниц. Как и в первой группе, здесь высокая врожденная выносливость к алкоголю. В опьянении делаются особенно подозрительными и агрессивными. 4. АСТЕНИЧЕСКИЕ ЛИЧНОСТИ Отличаются конфузливостью, боязливостью, нерешительностью, мнительностью. Трудно сходятся с людьми, обществом тяготятся, а в одиночестве скучают. Привыкнув к человеку, крепко к нему привязываются. Впечатлительны, легко ранимы. Часто умаляют свои и без того небольшие возможности; руководить неспособны, даже простые решения принимают с трудом. Работать стараются на мало ответственных должностях. Алкоголь делает их смелее, развязнее. Обычно начинают выпивать вечерами дома— чтобы меньше тревожили неприятные воспоминания прожитого дня, чтоб повеселеть, посмелеть. 5. ОТКРЫТЫЕ ГРУБОВАТЫЕ ШУТНИКИ Отзывчивые, с открытой душой люди с грубоватым юмором. Обычно довольны собой, балагуры, гурманы, до болезни пьют спиртное для удовольствия, веселья, «чтобы лучше поесть», только в компании. Этих людей с почти исключительно чувственными, растительными интересами («беспечными любителями жизни» назвал их немецкий психиатр Э. Кречмер) не следует смешивать с гораздо менее предрасположенными к алкоголизму «энергичными практиками», сочетающими в себе подвижность, живость, отзывчивость, юмор с трезвостью, самокритичностью ума, прекрасными организаторскими способностями, тягой к неутомимой общественной деятельности в самом широком смысле слова. Изучение душевных особенностей, предрасполагающих к хроническому алкоголизму, важно для профилактики этой болезни. Можно надеяться, что в будущем, когда о предрасположенности к алкоголизму станет известно значительно больше, врач сможет на профилактическом осмотре распознать «потенциальных алкоголиков» и предупредить их о грозящей опасности.
Расследование 97 «Мелкие» улики Доктор юридических наук Г. А. САМОЙЛОВ При расследовании преступлений улик малозначительных, и в этом смысле «мелких», не бывает. Но нередко вещественные следы преступления имеют весьма скромные размеры. Чтобы заставить этих «немых свидетелей» заговорить в полный голос, нужно использовать самые современные достижения криминалистики. I В одном южном городе было совершено тяжкое преступление. Трое мужчин подъехали на «Волге» к многолюдной остановке троллейбуса и, обратившись к стоявшим там женщинам, предложили подвезти кого-нибудь нз них до центра. Одна из женщин решила воспользоваться весьма любезным внешне приглашением. Но стоило ей сесть и закрыть за собой дверцу, как человек, сидевший за рулем, несмотря на энергичные протесты пассажирки, с предельной скоростью повел машину к глухой окраине... Некоторое время спустя потерпевшая, рассказывая работникам уголовного розыска об обстоятельствах совершенного на нее нападения, назвала номер автомашины, в которой ее увезли. Рассчитывая на полную безнаказанность (ведь свидетелей не было!), преступники и не пытались как-то его скрыть или замаскировать. Благодаря этому через час машина была уже найдена, а ее владелец задержан. Потерпевшая сразу же 4 «Химия и Жизнь», № 3 опознала его: по ее словам, именно этот человек тогда сидел за рулем. Но владелец машины заявил, что видит эту женщину впервые и она в его «Волге» никогда не была. Нужны были улики, которые могли бы подтвердить или, наоборот, опровергнуть показания потерпевшей и владельца «Волги». Начался их сложный н длительный поиск. И он дал свои результаты — такой уликой оказалась узкая полоска обломившегося ногтя, найденная на заднем сиденье задержанной «Волги». Но кому принадлежал этот ноготь — одному нз преступников или потерпевшей? Обычно, когда в руки криминалистов попадают отдельные части разрушенного предмета, они сравнительно легко могут доказать, что эти части когда-то составляли один предмет. На этот же раз все оказалось сложнее: потерпевшая уже заровняла пилкой ноготь, от которого, как она помнит, отломился передний край в тот момент, когда она сопротивлялась преступникам. Установить, кому принадлежала отломившаяся полоска ногтя, при этих обстоятельствах оказалось возможно лишь с помощью специального криминалистического исследования. Был тщательно изучен рельеф найденного обломка и те продольные выступы и углубления, которые находятся на внутренней поверхности ногтевой пластины. И оказалось, что найденная полоска ранее была передним краем ногтя указательного пальца правой руки потерпевшей: рельефный рисунок на них был одинаковым. Результаты выполненного исследования доказывали весьма важный факт: несмотря на категорическое отрицание владельца «Волги», потерпевшая какое-то время все- таки находилась в его машине. Это обстоятельство имело решающее значение —оно оказалось именно тем звеном, которое связало между собой всех участников события и замкнуло в единую цепь их действия. В криминалистической практике, в ходе расследования преступлений, не так уж часто используются рельефные рисунки на ногтевых пластинах — эти источники своеобразной и ценной информации. Не объясняется ли это тем, что научная достоверность
98 Расследование Сопоставление полосок ногтя с указательного пальца прааой руки потерпевшей. Слева — обломок, найденный в машине; справа — среэ уцелевшей части ногтя подобных исследований еще недостаточно обоснована? Нет, результаты криминалистического исследования ногтевых пластин не вызывают сомнений и подтверждаются теоретическими и экспериментальными данными, полученными и у иас и за рубежом. Так же как и хорошо всем известные папиллярные линии на ладонях рук, небольшие выступы и углубления на внутренней стороне ногтевых пластин образуют индивидуальный, неповторимый по своим элементам II пх геометрическим параметрам (ширине, особенностям чередования, местоположению и т. д.) рисунок. Он сохраняется на протяжении всей жизни человека, несмотря на то, что ногтевые пластины постоянно растут: образующая их спрессованная масса ороговевших клеток кожного покрова непрерывно, хотя и очень медленно (в среднем 3 мм в месяц), продвигается от основания ногтя вперед. При этом, словно по заранее разработанной программе (вероятно, такая программа и в самом деле заложена в генетическом аппарате человека), на поверхности ногтя все время воспроизводится одно и то же сочетание продольных выступов и углублении. Факторы, обусловившие в процессе эволюции человека появление рельефного рисунка на ногтевых пластинах, пока еще недостаточно изучены (можно лишь предполагать, что гофрировка придает ногтю дополнительную прочность). Но это ни в какой мере не может помешать использованию этого рисунка в качестве источника информации, нередко помогающего раскрывать сложные преступления. 2 Трудно поверить, что однн-единственнын волосок, случайно упавший с головы преступника и найденный на месте преступления, может стать «визитной карточкой», по которой безошибочно устанавливают личность человека даже Ь тех случаях, когда следователю, только что приступившему к расследованию, известен лишь круг лиц, подозреваемых в совершении преступления. Долгое время исследование человеческих волос позволяло высказывать лишь ориентировочное суждение об их возможном вла-
«Мелкие» улики 99 дельце: изучение рисунка поверхностного слоя волоса — кутикулы, не имеющего строго индивидуального строения, давало возможность лишь отнести владельца волос к той или иной обширной группе лиц и говорить о том, что обнаруженные волосы могли (или не могли) принадлежать тому или иному человеку. Утверждать же с уверенностью, что найденный волос принадлежит данному лицу, было нельзя. В последнее время в распоряжении криминалистики находится один из самых точных методов исследования — нейтронно- активацноннын анализ. Суть его состоит в том, что изучаемый предмет помещают в атомный реактор и подвергают интенсивной бомбардировке потоком нейтронов. В результате этого атомы вещества, из которого состоит предмет, становятся радиоактивными; эту радиоактивность можно измерить и установить, какие химические элементы входят в состав предмета. Чувствительность этого метода так высока, что с его помощью можно определить химический состав микроколичеств . вещества — одного волоска или даже его части. Каждому человеку природой «отпущено» строго индивидуальное сочетание микроэлементов, входящих в состав его волос. Установив с помощью нейтронно-актива- ционного анализа точное содержание микроэлементов в волосках, найденных на месте преступления, криминалист может сравнить его с составом волос всех подозреваемых и обнаружить среди них именно того человека, кому принадлежали волосы-улнкн. Л\етод нейтронно-активационного анализа волос может быть успешно применен и для других целей. Например, если человек умер в результате хронического отравления, этот метод позволяет, исследовав его волосы, где надолго задерживаются поступившие в организм отравляющие вещества, выяснить причину смерти — определить химический состав яда, который понемногу вводился в организм погибшего, и даже время, на протяжении которого это происходило. Один из самых наглядных примеров использования этого метода связан с именем Наполеона. Несколько лет назад зарубежная пресса сообщила, что английские физики подвергли нейтронно-активационному анализу хранившиеся в качестве реликвии пряди волос Наполеона и пришли к выводу, что Рельефный рисунок ногтевой плвстинки сохраняется на протяжении всей жизни человеке. Нв фотографии — срезы ногтя с одного н того же пвльцв, вэвтые с промежутком в семь лет 4*
100 Расследование На месте преступление было найдено несколько волосков. Этв кривая — их радиохимический «портрет», гвммв-спектр, полученный методом нейтронно-вктивационного внвлиэа 0,2 J- -L -L 0.4 0,6 0,8 1.0 ЭНЕРГИЯ, МЭВ 1.2 1.4 император не умер естественной смертью, а был отравлен мышьяком. Их заключение основывалось на том, что количество мышьяка в исследованных волосах оказалось в 14 раз выше нормы. Предполагают» что яд, подкладывал в пищу Наполеона его родственник граф Монтолони, который в случае смерти императора, не успевшего составить завещание, получал в свое распоряжение его немалое наследство... Глубокой ночью «Скорая помощь» доставила в больницу подобранного иа улице человека с ножевыми ранами. Но было уже поздно: пострадавший, не приходя в сознание, скончался на операционном столе. На месте преступления были найдены два осколка передних зубов. По-видимому, они принадлежали преступнику: у подобранного на улице человека все зубы были целы. Это была единственная улика, по которой нужно было найти преступника. И следователь не замедлил ею воспользоваться. О ночном происшествии было немедленно сообщено во все стоматологические поликлиники города. Вскоре из одной поликлиники сообщили, что к ним обращался некто Н.—у него оказались поврежденными два верхних передних зуба. Н. был задержан. Криминалистическое исследование показало, что найденные на месте преступления осколки зубов и сохранившиеся в верхней челюсти Н. их основания ранее составляли единое целое: линии разлома совпали до малейших подробностей. Заключение эксперта-криминалиста не вызывало сомнений. Позже Н. сознался в совершенном преступлении—он действительно ограбил человека, а когда тот оказал сопротивление, нанес ему ножом несколько смертельных ран. Зубы человека таят в себе и другие информационные возможности. Например, их можно использовать для установления личности жертв авиакатастроф или пожаров — в этих случаях зубы благодаря своей прочности и устойчивости к высокой температуре зачастую оказываются единственной сохранившейся частью тела. Для этого обычно разыскивают рентгенограммы полости рта погибших, которые были сделаны при их жизни. Они долго хранятся в стоматологических поликлиниках и содержат богатую
«Мелкие» улики 101 100 h Сопоставление микроэлементного состава волос, найденных иа месте преступления, с составом волос шести подозреваем ых. Совпадение кривых свидетельствует о том, что найденный волос принадлежал одному иэ них м24 Na 0.2 М X J. 0,6 0,8 ЭНЕРГИЯ. МЭВ 1.0 1.2 1.4 информацию об индивидуальных особенностях строения зубов человека. Такие исследования в подобных случаях незаменимы и часто являются единственным надежным основанием для выводов о личности погибших. В частности, зубы обгоревшего черепа, найденного в 1945 году около имперской канцелярии в Берлине, послужили одним из самых достоверных доказательств того, что обнаруженные останки принадлежали именно покончившему с собой Гитлеру. Сравнение их с прижизненными рентгеновскими снимками зубов Гитлера подтверждало этот факт вне всяких сомнении. Эти и многие другие методы криминалистики в своей совокупности позволяют шире и полнее осуществлять общий принцип неотвратимости наказания, неукоснительно соблюдаемый советским правосудием, тот принцип наших законов и нашей судебной практики, которому придавал столь большое значение В. И. Ленин, юрист по образованию: «Важно не то, — считал он, — чтобы за преступление было назначено тяжкое наказание, а то, чтобы ни один случай преступления не проходил нераскрытым». ЭПР против гангстеров Когда в начале века английские сыщики впервые начали широко применять дактилоскопию — метод установления личности по отпечаткам пальцев, газеты писали, что с преступностью покончено: отныне бандитов будут хватать со 100-процентной гарантией. Однако вскоре все пошло по-прежнему — преступники попросту усвоили привычку ходить «на дело» в перчатках... По нынешним временам все эти перчатки, темные очки, маски и прочие атрибуты старых детективных ро-
102 Расследование манов и фильмов — не более чем детские игрушки в сравнении с техникой, находящейся на вооружении зарубежных гангстерских корпораций. Чтобы поспеть за техническим прогрессом в области нарушения законов, сыскной службе приходится тоже срочно повышать свой научно-технический уровень. Вот лишь некоторые новинки современной зарубежной криминалистики. Отныне владелец оружия не сможет утверждать, что вот уже год как не брал в руки свой кольт, если на самом деле стрелял из него не далее как три недели назад. Его уличит во лжи метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Оказываете я, нагар, образующийся в стволе оружия во время выстрела, содержит свободные радикалы. Часть их настолько устойчива, что может прожить целых 19 дней. По количеству таких свободных радикалов, определяемому методом ЭПР, можно довольно точно установить время, когда из этого оружия стреляли в последний раз. Следы металла, которые оружие оставляет на руке человека, можно «проявить» 8-оксихинолином. Это вещество образует с металлом комплексное соединение, флуоресцирующее в ультрафиолетовом свете. На фотографиях можно не только увидеть эту флуоресценцию, но и довольно Ьтчетливо разглядеть рисунок рукоятки пистолета, а значит и определить его систему. Следы металла обнаруживают таким способом не только на руках, но и на любых объектах, с которыми соприкасался металлический предмет. Мало того, можно даже установить, из какого металла этот предмет был изготовлен: от этого зависит цвет флуоресценции оксихи- нолиновых комплексов. Сталь дает характерный темно-пурпурный цвет, медь и ее сплавы — светло-пурпурный, а оцинкованное железо или алюминий — различные оттенки желтого. Таким методом можно обнаружить след монеты, брошенной на лист бумаги. На руке подозреваемого обнаружены следы металла. Но стрелял он из пистолета или просто держал его в руке — например, чтобы припугнуть жертву? Точный ответ на этот вопрос дает нейтронно-активационный анализ. Во-первых, он позволяет сопоставить химический состав следов металла на руке с материалом пистолета, которым, как предполагается, пользовался преступник. А во-вторых, обнаружение и изучение этим методом следов пороховых газов дает возможность сделать вывод о том, был ли произведен выстрел. Нейтронно - активацион- ный анализ помогает обнаруживать не только убийц, но и мошенников: он позволяет, например, восстанавливать следы уничтоженных записей по радиоактивному излучению химических элементов, входящих в состав чернил. Можно определить и подлинность документа: картина, которую зафиксирует гамма-олектометр, характерна для каждого вида красителя. Чтобы получить полную индивидуальную характеристику красящего вещества, вполне достаточно анализа по 10 основным элементам; при этом останется всего один шанс из миллиарда, что спектры двух различных красок окажутся одинаковыми. Некоторые американские крими нал исты надеютс я, что внедрение новейших методов анализа позволит снизить преступность в США. Впрочем, такие надежды высказывались и раньше. Дело-то не только в технике... В. ЗЯБЛОВ
Информация 103 СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ Совещание по механизмам гетеролитических реакций. Апрель. Ленинград. Научный совет АН СССР по химической кинетике и строению (Москва В-334, Воробьевское ш., 26). Симпозиум по реологии (реологические свойства полимерных материалов, теоретические основы переработки полимеров, реология реакционных масс, реология нефтепродуктов, биореология). Апрель. Москва. Институт нефтехимического синтеза АН СССР (Москва В-71, Ленинский np.f 29). 2-е совещание по фотохимии (фотохимия в газовой и твердой фазах, элементарные процессы в жидкой среде). Апрель. Тбилиси. Институт кибернетики АН Грузинской ССР (Тбилиси 1В, ул. Читад- зе, 6). 6-в конференция по поверхностным явлениям в расплавах. Апрель. Тбилиси. Институт металлургии АН Грузинской ССР (Тбилиси 60, ул. Павлова, 15). 3-й симпозиум по химии пептидов и белков. Апрель. Киев. Институт молекулярной биологии и генетики АН УССР (Киев 143, ул. Забо- лотного, 57). 3-е совещание по солеустой- чивости растений. Апрель— май. Алма-Ата. Институт ботаники АН Казахской ССР (Алма-Ата, уп. Кирова, 103). 3-е совещание по химии координационных соединений кобальта, никеля и марганца (синтез новых соединений этих металлов с азотсодержащими лигандами, изучение свойств полученных соединений). Май. Тбилиси. Институт физической и органической химии АН Грузинской ССР (Тбилиси 2, ул. Ка- мо, 14). 29-й всесоюзный съезд хирургов. Май. Киев. Всесоюзное научное общество хирургов (Москва Г-435, Б. Пироговская ул., 2/6, Всесоюзный научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной хирургии). 1-й съезд анестезиологов- реаниматоров РСФСР. Май. Свердловск. Министерство здравоохранения РСФСР (Москва А-55, Вадковский пер., 18/20). МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ Международная конференция по химии и химической технологии. Июнь. Франция, Париж. 15-й конгресс химиков скандинавских стран. Июнь. Финляндия, Тампере. Симпозиум по полезным ископаемым и окружающей среде: влияние горнодобывающей промышленности нв среду и природные ресурсы. Июнь. Великобритания, Лондон. 6-я международная выставка и совещание по оздоровлению окружающей среды. Июнь. Швейцария, Базель. Междунвродная конференция по искусственным волокнам. Июнь. Австрия, Вена. Заседание Международной организации по ствндартам. Легкие металлы и их сплавы: методы химического и спектрохимического анализа. Июнь. Норвегия, Осло. Симпозиум по смаэке. Июнь. США, Кливленд. Конференцив «Лабораторное преподавание химии». Июнь. США, Трои. Нобелевский симпозиум по структуре ядерных оболочек и сверхтвжелым элементам. Июнь — август. Швеция. ПРЕМИИ Премия имени А. М. Бутлерова 1973 года присуждена доктору химических наук И. Ф. ЛУЦЕНКО (МГУ) за цикл работ в области необратимых и обратимых перегруппировок элементоорга- нических соединений. Премия имени А. Е. Ферсмана 1973 года присуждена доктору геолого-минералогических наук Е. И. СЕМЕНОВУ (Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов АН СССР) за цикл работ по минералогии. УЧЕНЫЕ СОВЕТЫ Утвержден состав Ученого совета Института почвоведения и агрохимии Сибирского отделения АН СССР. Председатель совета — доктор биологических наук В. Б. ИЛЬИН. СООБЩЕНИЯ В целях наиболее рационального использования в народном хозяйстве продуктов тонкого органического синтеза, подлежащих государственной регистрации, испытаниям и отбору, Государственный комитет Совета Министров СССР по науке и технике организовал Научный совет по проблеме «Испытания и отбор создаваемых в СССР продуктоа тонкого органического синтеза для их использования в народном хозяйстве». Председатель нового научного совета — директор Института органической химии АН СССР член-корреспондент АН СССР Н. К. КОЧЕТКОВ, заместители председа-
104 Информация теля —доктор химических наук А. В. КАМЕРНИЦКИЙ (ИОХ АН СССР) и заместитель начальника Отдела химии Госкомитета по науке и технике В. Ф. ЦУРИКОВ; ученый секретарь совета — кандидат химических наук Г. В. КОНДРАТЬЕВА. Всесоюзное палеонтологическое общество передано а ведение Академии наук СССР и вошло в состав Отделения геологии, геофизики и геохимии; впредь оно будет именоваться Всесоюзным палеонтологическим обществом при Академии наук СССР. книги В ближайшее время выходят в издательствах «Наук а»: Ю. А. Овчинников, В. Т. Иванов, А. М. Шкроб. Мем- брано-активные комплексо- ны. В монографии впервые в отечественной и мировой литературе суммированы современные данные о структуре и свойствах природных и синтетических мембр а неактивных соединений, образующих липофильные комплексы с нонами щелочных и других металлов, а также о применении этих веществ в различных областях науки и техники. Подобные комплек- соны в последнее время широко используются в биохимических и биофизических исследованиях. Синтетические комплексоны открывают новые перспективы в технологии экстракционного разделения катионов и анионов, могут быть использованы как катализаторы и ингибиторы химических реакций, а также для получения ионообменных материалов принципиально нового типа. Книга предназначена для широкого круга научных работников, (Преподавателей и студентов вузов. Объем книги 30 л., цена 2 р. 35 к. «X и м и я»: И. П. Алимарин, М. Н. Пет- рикова. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ. 94 к. А. К. Бабко, А. Т. Пилипеи- ко. Фотометрический анализ. Методы определения неметаллов. 1 р. 62 к. М. М. Голь. Руководство по основам стеклодувного дела. Изд. 2-е. 45 к. Б. В. Иоффе. Рефрактометрические методы химии. Изд. 2-е. 1 р. 96 к. А. М. Коган, И. В. Рахлин. Экономика производства изделий из пластмасс. 1 р. 30 к. П. А. Коуэов. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Изд. 2-е. 2 р. 16 к. Методы анализа лакокрасочных материалов. 1 р. 83 к. Последние достижения в области жидкостной экстракции. Под ред. К. Хансона. 2 р. 26 к. A. Я. Розовский. Кинетика топохимических реакций. 1 р. 44 к. B. К. Соляков. Введение в химическую термодинамику. 57 к. НОВЫЕ ПРЕПАРАТЫ Эти лекарственные средства серийно выпускает отечественная медицинская промышленность. Применять их следует только по назначению врача. При отсутствии препаратов в продаже обращайтесь в аптекоуправления. НИИ коммунального водоснабжения и очисткк воды разработал УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОПУЧЕНИЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩЕГО ХЛОРРЕАГЕНТА ИЗ РАСТВОРА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ НА МЕСТЕ ПРИМЕНЕНИЯ При электролизе поваренной соли в установке образуется раствор гипохлорита натрия, содержащий 10— 12 г/л активного хлора. Установки занимают площадь 15—25 кв. м. Могут применяться для обеззараживания питьевых и сточных вод на предприятиях, в коммунальном хозяйстве, для отбеливания тканей в текстильной промышленности. Унифицированный ряд установок производительностью в 1. 5, 25 и 100 кг активного хлора в сутки серийно выпускается московским заводом «Коммунальник». За справками и технической документацией обращаться в институт по адресу: Москва Д-373, Волоколамское шоссе, 87.
Информация 105 Всесоюзный научно-исследовательский центр Государственной службы стандартных и справочных данных о свойствах материалов и веществ Госстандарта СССР совместно с Центром данных о свойствах полимерных материалов при НПО «Пластполимер» разработали «КЛАССИФИКАТОР СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ» «Классификатор» охватывает все области физики, химии, механики, технологии переработки и эксплуатации полимеров и содержит около 1000 фиксированных наименовании свойств полимеров, согласованных с терминологией основных нормативно-технических документов, «Энциклопедии полимеров» и «Списка ключевых слов по химии и химической технологии», разрабатываемого ВИНИТИ. «Классификатор» позволяет унифицировать терминологию, применяемую в научно-технической литературе. Кроме того, термины «Классификатора» положены в основу языка автоматизированной информационно-поисковой системы по полимерным материалам, которая создается в Центре данных при НПО «Пласт- полимер» для оперативного обслуживания потребителей во всех отраслях народного хозяйства численными данными и другой информацией о полимерных материалах. Объем «Классификатора» 2,28 л., цена 23 коп. Заказы на его высылку принимаются по адресу: Москва К-1, ул. Щусева, 4, ВНИИКИ. Оплата заказов —почтовым переводом или по безналичному расчету (счет ВНИИКИ № 140471 в Ворошиловском отделении Госбанка г. Москвы). «Классификатор» может быть также выслан наложенным платежом. СУЛЬФАДИМЕТОКСИН Сульфаниламидный препарат пролонгированного действия. Очень медленно выводится из организма: после однократного введения сохраняется в крови в терапевтической дозе в течение суток. Активен против гноеродных кокков, тифозных и дизентерийных бактерий, возбудителя трахомы и пр. Применяется для лечения воспалительных заболеваний носоглотки, дыхательных, мочевыводящих и желчевы- водящих путей, при кишечных и гнойных хирургических инфекциях, отитах и т. д. Как один из наименее токсичных сульфаниламидных препаратов пролонгированного действия особенно ценен при лечении детей и лиц с аллергической патологией, а также в тех случаях, когда необходима длительная антибактериальная терапия. Препарат противопоказан при наличии токси- ко-аллергических реакций на сульфаниламидные препараты. АМПИЦИЛЛИН Полусинтетический пенициллин, полученный путем аци- лирования 6-аминопеницил- лановой кислоты. Обладает таким же спектром действия, как и пенициллин, и применяется при многих бактериальных инфекциях (бронхопневмониях, холециститах, пиелонефритах, сепсисе и др.). Препарат малотоксичен, поэтому лечение им может продолжаться до 4 недель и больше. Ампициллин разрушается пенициллиназой и поэтому не действует на устойчивые к пенициллину стафилококки. Противопоказан при аллергии к пенициллину. Кроме того, препарат нужно применять с осторожностью при нарушении функции печени. РАСТВОР КОДЕИНА ФОСФАТА ДЛЯ ДЕТЕЙ Новая лекарственная форма— 0,02%-ный раствор, содержащий, помимо кодеина, сахар, лимонную кислоту, ванилин. Уменьшает возбудимость кашлевого центра и назначается детям начиная с шестимесячного возраста для успокоения кашля. Поскольку препарат тормозит деятельность желудочно-кишечного тракта, при длительном печении могут наблюдаться запоры.
106 Книги А. 3. Злотин. Занимательное шелководство. Киев, «Урожай», 1973, 58 с, 21 000 экз., 9 коп. Удивительное животное — тутовый шелкопряд. У него 4 000 мышц. Больше, чем у человека! И целых шесть пар глаз. Гусеница так жадно поедает листья шелковицы, что за три недели ее вес увеличивается в 10 000 раз; за каждый час она становится в восемнадцать раз тяжелее. Мы выбрали лишь эти факты нз книги А. 3. Зло- тина — факты, подтверждающие, что шелководство и впрямь может быть занимательным. Однако многие тонкости жизни шелкопряда изучают, разумеется, не только ради стремления к познанию, хотя именно па этом объекте было проведено немало исследовании генетических, биохимических, экологических. В наш век синтетики по- прежнему ие угасает интерес к натуральному шелку. И не только потому, что он красив. В конце концов, парашютам вовсе не обязательно быть "красивыми — лишь бы они исправно служили; а ведь парашюты —в том числе и те, на которых спускаются космические корабли, — изготовляют только из натурального шелка. И объясняется это просто: шелковую нить по прочности па разрыв можно сопоставить разве что со сталью. С. С. Кузнецов. Как читают историю Земли. Ленинград, «Недра», 1973, 88 с, 60 000 экз., 15 коп. В специальной и в самой популярной — даже детской — литературе пишут: эта нефть — старая, она из девона; а та — значительно моложе, из пермского периода. Мы с довернем относимся к сообщению, что динозавры вымерли в конце мелового периода, примерно в те самые времена, когда начали складываться Альпы н Гималаи. Однако, не будучи специалистами ни в геологии, ни в палеонтологии, мы принимаем эти сведения на веру, далеко ие всегда ясно представляя себе, когда же все-таки это происходило н главное — каким образом был установлен палеонтологами и геологами тот или иной возраст. Кому интересно, как менялись физические и химические свойства коры Земли, ее климат, как перестраивались очертания материков, как появились древние растения и животные, образовались полезные ископаемые, — пусть возьмут книжку С. С. Кузнецова. Она деловита и кратка. Снабженная четкими картами и таблицами, изобилующая фактами, сдержанная и ясная, эта книжка несомненно полезна для учителей, которым часто приходится перерывать гору специальной литературы, чтобы удовлетворить любознательность учеников. Она доступна н самим ученикам—тем, кто предпочитает самостоятельно находить ответы на свои вопросы. Наконец, она может пригодиться всем, кто хочет просто разобраться, откуда взялось железо в Курской магнитной аномалии, почему на Аляске когда-то цвелн магнолии. К. Е. Овчаров. Тайиы зеленого растения. Москва, «Наука», 1973, 208 с, 39 000 экз., 70 коп. Ничего не зная пи об этилене, ни о его свойствах, огородники еще в прошлом веке окуривали огурцы дымом, в котором, как выяснилось много позже, содержится этилен, ускоряющий созревание плодов. Это, безусловно, интересно, однако вдумчивый читатель непременно захочет узнать, отчего и как этилен действует на растения, каков механизм созревания. Ответы на эти вопросы он найдет в книге К. Е. Овчарова. В книге много интересных и полезных сведений. Оказывается, никотин образуется вовсе ие в листьях табака, а в корнях; леи выделяет в почву синильную кислоту, и, если долго возделывать его па одном н том же участке, то урожай будет неуклонно снижаться; самое старое дерево па Земле вовсе ие секвойя, а кедр (одному из таких кедров-долгожителей уже 7 200 лет!). Эти любопытные факты — не более чем иллюстрация к описанию жизнедеятельности растений; описание это сделано очень детально. Автор прослеживает полный жизненный инкл: от пробуждения семени через рост, цветение и плодоношение к покою. Большинство описаний насыщено химическими терминами и понятиями. И это естественно — все, что мы наблюдаем у живых организмов, обусловлено незримыми процессами, которые идут на молекулярном уровне. Познать эти процессы — это, собственно, и значит открыть тайиы зеленых растений, которым посвящена книга. Обзор подготовила М. ФИЛИМОНОВА
Kiv6 Юный хммик 107 Ловкость рук... Универсальный прибор — весы Домашняя лаборатория ие может быть чисто химической. В йен должны быть и физические приборы. Первый такой прибор, конечно, весы. Когда-то весы использовались в химических опытах только для взвешивания. Теперь же с их помощью можно решать и другие задачи. Дело в том, что весы позволяют измерить ие только массу, ио и силу. Поэтому в физико-химических опытах оии находят самое разнообразное применение. Например, оии позволяют найти поверхностное натяжение жидкости, измерить плотность вещества, определить прочность материала, узнать свойства слоев толщиной в одну молекулу. Даже магнитные свойства вещества и характеристики электрического тока можно изучать с помощью весов. Но обо всем этом позже, а сейчас о том, как превратить обычные аптекарские весы в универсальный и чувствительный физический прибор. Аптекарские весы — рычажные; обычно они рассчитаны на максимальную нагрузку в 20 г. Продаются они в магазинах лабораторного оборудования и в фотомагазинах и стоят 3 р. 50 к. К этим весам прилагается набор гирек (разновес) от 20 до 0,01 г. Такой разновес необходим для любых весов, даже самодельных, поэтому небольшие затраты неизбежны. Аптекарские весы достаточно чувствительны; гирька 0,01 г заметно нарушает их равновесие. Для любительских опытов такой точности достаточно, однако, чтобы весы стали универсальньш физико-химическим прибором, их требуется усовершенствовать. Этим мы сейчас н займемся. Попытаемся решить две задачи: сделать весы более удобными в обращении и повысить их чувствительность в 10 раз. Удобство в обращении будет достигнуто, когда мы закрепим весы на устойчивом штативе (рис. а). Шта-
108 Клуб Юный химик Ц 5П >) тпв 1 можно сделать из твердого дерева, железа, дюраля; примерные размеры указаны на рисунке. К вертикальной стоике Г-образной формы (рис. б) болтом или шурупом прикрепляются весы; верхнее их кольцо, служащее для подвешивания, удаляется. Благодаря такому жесткому креплению значительно уменьшаются случайные колебания весов. Перед тем как крепить весы на штативе, надо их разобрать и промыть чистым бензином, следя за тем, чтобы на призмах 2, 3 и 4 не осталось волоконцев от ваты или тряпки. Случайные колебания весов можно еще уменьшить, если сократить расстояние между чашками и коромыслом до 50 мм (рис. в). Для этого достаточно укоротить шнурки, на которых висят чашки. Далее к середине левой чашки прикрепим снизу небольшой крючок 5 из жесткой проволоки (годится и обычная скрепка). Лучше не сверлить чашку, а приклеить крючок (например, клеем БФ-2). Этот крючок понадобится нам, когда мы будем использовать весы не просто для взвешивания. После полного высыхания клея весы надо уравновесить. Для этого грузики из медной или алюминиевой проволоки в форме перевернутой буквы U подвесим на нижнее колечко более легкого коромысла и точно подгоним их, сначала обрезая ножницами, а затем подпиливая напильником. Повысить чувствительность весов мы сможем с помощью дополнительной стрелки 6 длиной 100 мм, которая кренится к правому и лечу коромысла (рис. г). Эту стрелку из очень легкого материала (алюминиевой проволоки диаметром 1 —1,5 мм, тонкой соломки, лучинки бамбука и т. п.) приклеим к коромыслу весов клеем БФ-2. Конец стрелки заострим и закрасим черной крас- коп. Затем па основании штатива укрепим пластинку 7 и приклеим к ней дугооб-
Клуб Юный химик 109 разную полоску бумаги 8; радиус кривизны равен расстоянию от призмы 3 до конца стрелки. После высыхания клея снова уравновесим наши весы. Сначала нагрузим левую чашку весов чистым песком, чтобы коромысло приняло горизонтальное положение. Когда весы полностью успокоятся, на бумажной полоске сделаем простым карандашом черточку — точно против конца стрелки — и поставим цифру 0. Дойдя до этого этапа, мы уже убедимся, что имеем дело с весьма чувствительным прибором — он реагирует на малейшее колебание воздуха. Поэтому прежде чем начать калибровку весов, необходимо поместить нх в футляр, у которого прозрачна по меньшей мере передняя стенка. Она к тому же должна откидываться, хотя лучше, если будут открываться и боковые стенки. Проще всего сделать каркас ящика из деревянных планок, а стенки — из полиэтиленовой пленки, прикрепив ее к планкам обычными кнопками. Передняя и боковые стенки будут как занавески: их верхние края держатся иа кнопках, а к нижним, свободным, прикреплены деревянные палочки. Внутренний размер ящика 30X15X25 см. Изолировав таким образом весы, приступим к калибровке. На правую чашку положим гирьку весом 0,01 г. Стрелка отклонится вниз приблизительно на 35 мм. Когда весы успокоятся, отметим иа шкале новое положение стрелки и рядом с черточкой поставим цифру 10 (т. е. 10 мг). Так как на этом участке отклонение стрелки прямо пропорционально нагрузке, то участок от 0 до 10 мг можно просто разделить на десять равных частей, каждая нз которых соответствует 1 мг. Теперь снимем гирьку с правой чашки и положим ее на левую. Стрелка поднимется вверх. Отклонение должно быть таким же, что и раньше, когда стрелка шла вниз. Впрочем, не нужно смущаться, если второе отклонение будет немного отличаться от первого. Верхний отрезок шкалы также разделим на 10 равных частей. Если стрелка отклонилась на 35 мм, то размер одного деления, соответствующего 1 мг, будет равен примерно 3,5 мм. Казалось бы, такой отрезок тоже можно поделить, чтобы отсчитывать н доли миллиграмма. Однако будет правильнее ограничиться точностью весов ±1 мг, так как при градуировке обязательно были погрешности. Кстати, такой точности будет вполне достаточно. Помимо устойчивости и высокой чувствительности наши весы приобрели еще одно важное свойство: мы можем непрерывно следить за изменением веса или силы в широком диапазоне, охватывающем интервал в 5 порядков: от 20 г до 0,001 г. Наши весы универсальны. В дальнейшем мы будем присоединять к крючку 5 левой чашки несложные устройства н ставить с их помощью фнзико-хнмнческие опыты. А пока на весах можно взвешивать вещества, и к тому же очень точно. Правда, у весов нет двух важных деталей: демпфера и арретира. Демпфер быстро успокаивает колеблющиеся весы: мы же воспользуемся небольшим кусочком ваты на спнчке, которым будем слегка касаться колеблющихся чашек. Арретнр снимает нагрузку с призм, когда весами не пользуются. Мы будем в перерывах между опытами и прн переноске снимать весы со штатива и держать нх п коробке. В. ПЧЕЛИН
по. Клуб Юный химик Задачи к олимпиаде Предлагаемые задачи не требуют каких-то особых химических знании; надо лишь помнить, что химия неотделима от физики и математики. Лучше решать эти задачи по одной, тщательно делая все математические выкладки. И лишь когда задача окончательно решена, посмотрите в наше решение. Если же трудности оказались для вас непреодолимыми, то загляните краем глаза в самое начало решения, чтобы попять, с чего надо приниматься за дело. 1. В химическом реакторе объемом V находится т г двуокиси азота. При повышении температуры до Т° К часть молекул продис- социировала на окись азота и кислород. Манометр при этом показал давление Р мм рт. ст. Найдите степень термической диссоциации (а) молекул NO2. 2. Ннтрозный газ смешивают с воздухом. Определите, при каком процентном содержании кислорода в смеси скорость окисления окиси азота будет максимальной, если известны: а — объемная доля4 окисн азота в нитрозном газе, Ь — объемная доля инертных компонентов в нитрозном газе (азот, аргон и т. д.); с — объем кислорода, вводимого с воздухом на 1 объем исходного ннтрозпого газа; п — объем азота и инертных компонентов, вводимых с воздухом (также на 1 объем исходного питрозного газа). Объемное содержание кислорода в воздухе— 20,8%. Решения — на стр. 112. Домашняя лаборатория Минеральные краски (ОКОНЧАНИЕ) \к Соединения хрома разной валентности разнообразно окрашены, поэтому их используют как минеральные краски. Хромовые краски красивы, они не выцветают, стопки к атмосферным воздействиям. Единственный их недостаток — ядовитость, и об этом не следует забывать, работая с соединениями хрома. В наших опытах мы будем исходить из бнхромата калия К2СГ2О7. Он входит в комплект многих фотографических наборов (например, усилителен). ХРОМАТ СВИНЦА Это вещество ярко-желтого цвета получается очень просто: достаточно слить растворы бнхромата калия и ацетата свинца (свинцовая примочка), отфильтровать, промыть и высушить осадок. К2Сг207 + 2РЬ(СН3СООJ + + Н20 = 2РЬСг04 + + 2СН3СООК + 2СН3СООН. ОСНОВНОЙ ХРОМАТ СВИНЦА Нагрейте почти до кипения взвесь свежеприготовленного хромата свинца в воде и добавьте взвесь гидроокиси свинца. Последнюю можно получить, прилив немного щелочи (избыток недопустим!) к раствору ацетата свинца. После охлаждения смесь отфильтруйте, промойте и высушите. Чистый основной хромат свинца РЬ2(ОНJСг04 — порошок ярко-красного цвета. Варьируя количество гидроокиси свинца, можно получить различные оттенки — от красного до оранжевого.
Клуб Юный химик 111 ХРОМАТ ЦИНКА Хромат цника готовят почти так же, как хромат свинца, с той лишь разницей, что вместо ацетата свинца берут раствор хлорида цннка ZnCl2. Хромат цннка — так называемый цинковый крон — вещество ярко-желтого цвета. Его формула 3ZnCr04 ■ К2Сг207. ОКИСЬ ХРОМА Смешайте бнхромат калня с активированным углем (продается в аптеках под названием «карболен») нлн с серой и тщательно разотрите смесь в ступке. Сильно нагрейте смесь. Берите не больше 1 г веществ, иначе реакция пойдет ел ишком бурно. После окончания реакции К2Сг207+2С=Сг203+ + К2С03+СО либо К2Сг207+ +S=Cr203+K2S04 плав охладите, промойте несколько раз водой и отфильтруйте. Окнсь хрома — вещество темно-зеленого цвета. Ее можно также .получать нагреванием бнхромата аммония или смеси К2Сг207 с NH<C1. ИЗУМРУДНАЯ ЗЕЛЕНАЯ Сплавьте бнхромат калия с борной кислотой (продается в аптеках). Если сплавлять Чтобы поставить три предлагаемых опыта с электрическим током, придется каждый раз собирать электрическую цепь. Все схемы даны на рисунках, в тексте же будут лишь необходимые разъяснения. Для опытов нужна настольная лампа. Один из ее проводов, ведущих к вилке, надо удлинить. ОПЫТ 1. ИСПЫТАНИЕ КАРАНДАШОМ Для опыта нужны несколько простых карандашей н чайные стаканы либо стеклянные банки. Карандаши разрежьте пополам и заострите с обоих концов — это наши электроды. Вставьте их в разъемный штепсель (на- вещества в железной ложечке для сжигания, то нагревать нужно до красного каления железа. Обработайте плав водой. Образуется очень красивый нзумрудно- зеленый гидрат окисн хрома Сг203 • ЗН20. От обычного серого гидрата он отличается тем, что состоит из более крупных частиц. Н. БОВИН пример, от электроу гюга), обернув грифели фольгой от конфет, чтобы контакт был хорошим. Собранная цепь показана на рис. 1. Налейте в стаканы или банки воду до половины. Опустите в воду карандаши- электроды н включите вилку в сеть. Естественно, что лампа не загорится — цепь разомкнута. Добавляйте в банку ложку за ложкой раствор поваренной солн. Лампа загорится и будет светить все ярче. Смените электроды н испытайте, как влияет на электропроводность уксус. Вновь смените электроды (чтобы не загрязнять раствор) и исследуйте сначала раствор соды, а затем сахара. Выводы, наверное, вы сможете сделать сами.
112 Клуб Юный химик ОПЫТ 2. ЗАЖГИТЕ ЛАМПУ СЕЛИТРОЙ! Для этого опыта понадобятся медные электроды: графитовые будут гореть в кислороде, который выделяется из расплавленной селитры (KN03 либо NaN03). Схема опыта — на рис. 2. Сначала включите ток, не зажигая спиртовку (или газовую горелку). Лалта, конечно, не загорится — твердая селитра ток не проводит. Но если нагреть соль до плавления, то ионы, составлявшие кристаллическую решетку, приобретут подвижность, цепь замкнется и лампа ярко вспыхнет. Она будет гореть и потом, если убрать пламя: у расплава селитры высокое сопротивление, и тепло, выделяемое при прохождении тока, поддерживает селитру в расплавленном состоянии. ОПЫТ 3. ЗАЖГИТЕ ЛАМПУ СПИЧКОЙ! Схема — на рис. 3. Чтобы опыт прошел удачно, трубочка, в которую вставлены электроды, должна быть как можно более тонкой и ни в коем случае не из тугоплавкого стекла (удобнее всего взять оттянутые кончики стеклянных рейсфедеров). Расстояние между электродами— не более 2 мм. Электродами могут служить провода сечением около 1 мм; в трубке их надо закрепить изоляционной лентой. Поднесите к трубочке, в которую вставлены электроды, зажженную спнчку. Как только стекло размягчится (трубка чуть-чуть провиснет), лампа загорится. Соли кремниевой кислоты, из которых состоит стекло, ионизируются при нагревании, и стекло становится проводником. Если вам не удастся достать очень тонкую трубку, то можно взять и трубку большого диаметра, но тогда спичку придется заменить спиртовкой или газовой горелкой. В. СКОБЕЛЕВ Решения задач (см. стр. 110) 1. Уравнение реакции: N02^=tNO + V2O2. Предположим, что термической диссоциации не было. Тогда давление в реакторе было mRT бы равно: *\ = ^у • Но диссоциация все-такн произошла, причем по уравнению реакции на каждые две продиссоцинровав- шие молекулы N02 образовались две молекулы окиси азота и одна кислорода. Пусть в результате диссоциации распалось х мо- х лен N02. По определению, а — —- , где п0 п0 — исходное число молей N02. После диссоциации осталось (п0—х) молей N02 и об- х разовалось х молей NO и-о~ молей 02. Так как давление в системе пропорционально числу молей газообразных веществ, то в рс-
Клуб Юный химик 113 зультате диссоциации давление увеличится К—*) + *+-о" . раза. Отсюда "о Я, Х==2Ло(~РГ~); х U р Л JpMV \ 2. Обозначим через х количество объемов воздуха, добавляемых к одному объему нит- розного газа. Тогда а + Ь = 1, с+п = х. Следовательно а + Ь+с+л=1+х. Учитывая процентное содержание N2 и Ог 79,2 в воздухе, получим: п ~ о(Гёс = 3,81с; # = с + я = 4,81с; с = 2"о7- Теперь можно найти объемные концентрации NO и Ог. Объемная концентрация NO: а j I ', объемная концентрация Ог: 1+х ~ 4,81 A+х) * В соответствии с уравнением реакции 2NO + + 02=2N02 выражение для ее скорости будет выглядеть так: u = fc.[NO]^02] *. Подставив сюда значения для концентраций NO и 02, получим окончательное выражение: ka2 кФ v- A+хJ • 4,81 A+х) -Т.8Г 1 х A+*)» ' A+х) Задача свелась, таким образом, к нахождению такого х, прн котором скорость реакции будет максимальной. Для решения задачи нужно использовать теорему, позволяющую находить наибольшие значения функции: «Произведение положительных пере- * Вообще скорость реакции далеко не всегда пропорциональна концентрациям реагирующих веществ; это связано с тем, что большинство реакций протекает не в одну стадию. Однако при окислении окиси азота реакция идет практически в одну стадию, и ее скорость можно выразить приведенным уравнением. — Ред. менных сомножителей, сумма которых постоянна, достигает наибольшей величины при равенстве сомножителей (при условии, если эти сомножители можно сделать равными)». Мы будем искать максимум функции 1 X 1 у~ A +хJ " 1 +х - 1+х 1 X 1+х '1+х ' которая достигает наибольшего значения при том же х, что и предыдущая функция. Однако непосредственно приведенную теорему применить нельзя, так как сумма сомно- 1 1 х 2+х жителей 1 + х + ■ 1 +Х "Г" 1 +Х " 1 +Х зависит от х и не является постоянной. Придется использовать искусственный математический прием (см. И. П. Натансон. Простейшие задачи на максимум и минимум. «Популярные лекции по математике», вып. 2, 1967). Умножим первый сомножитель на (К—1), а последний — на К (К — постоянное число); тогда сумма сомножителей будет постоянной: /С-1 + ■■ 1 ■ + т£г^к. 1+Х ^1+Х "Г" 1+Х Итак, будем исследовать функцию: /С—1 1 Кх Чтобы ния: 1+х найти х, К- 1 + к- 1 + надо х ~~ 1 X ' 1 +Х решить 1 1+х ' Кх два уравне- 1+х ~ 1+х > из которых следует, что х=0,5. Следовательно, прн прибавлении к 1 объему нитрозного газа 0,5 объема воздуха скорость реакции будет максимальной. Объемная концентрация кислорода прн этом будет равна: х 015 4,81 A+х) - 4,81A+0,5) - = 0,0693, или 6,93%. Н. А. ПАРАВЯН
114 Кл\б Юн. й химик Краткий путеводитель I ЗАДАЧИ В Клуб Юный химик приходят письма, в которых вы просите: помочь подготовиться к школьным экзаменам; поместить задачи к олимпиаде; дать задания для абитуриентов; напечатать простые, доступные опыты; не забывать об экспериментах для химических кружков; и вообще — побольше задач и побольше опытов. И очень часто выясняется, что те конкретные материалы, которые вы хотели бы увидеть на страницах клуба, были у нас уже напечатаны — год, два или пять лет назад. Чтобы облегчить вам поиски, мы помещаем краткий путеводитель по клубу. В первой его части, которая здесь напечатана, перечислены все задачи, которые были в журнале со дня его основания, а также некоторые материалы, которые могут оказаться полезными при подготовке к экзаменам. Мы условно разбили задачи на три группы. В первой — те задачи, которые помогут усвоить школьную программу (они названы коротко школьными). Во вторую группу попали задачи, которые полезно решать абитуриентам (экзаменационные). Наконец, в последнем разделе — более сложные задачи для подготовки к олимпиаде (олимпиадиые). ШКОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ 1965 Вопросы по неорганической химии. — № 3, с. 90. Хотите подготовиться к экзаменам получше? (Три задачи). — № 7—8, с. 165, 190. Окислы, основания, кислоты, соли.—№12, с. 88, 90—92. 1966 Хотите подготовиться к экзаменам получше? (Шесть задач). — № 1, с. 73, 76—78. Вопросы о -неорганических соединениях.— № 2, с. 78, 90. Задачи по неорганической химии. — № 4, с. 84, 88—89. .«На чашках весов уравновешены два сосуда...»—№ !0, с. 85. 1967 Задачи без хитростей. — № 1, с. 89, 92—93. Качественные задачи. — №4, с. 86, 89—91. Т повые задачи. —№6, с. 88—89, 92-93. 1968 Секреты горения. — № 1, с. 85—86, 89— 91; — №2, с. 77—79. Задачи на растворы. — №4, с. 81, 84—85. Задачи по электролизу. — № 10, с. 79, 83— 84. 1969 Задачи о гомологах. — № 1, с. 88, 91. «Менделеевские» задачи (по неорганической хнмнн). —№3, с. 83, 85—87. Задача-«ловушка».— №5, с. 83, 85. Не бойтесь опечаток!—№9, с. 74. 78—79. 1970 Задачи о спиртах. —№ 1, с. 88, 91—92. «Типичные» задачи. — №2, с. 74, 76—77. Постройте график! — №4, с. 83—84. Выведите формулу. — №9, с. 81, 84—85. Задачи-«хамелеоны».— №11, с. 91, 93—94. Метод аналогии (задачи по органической химии). —№ 12, с. 75, 77—78. 1972 Задачи на проценты. — № 4, с. 67, 69. Задачи на растворы. — №10, с. 77, 80. Задачи, которые надо решать не торопясь.— №11, с. 82, 84—85. 1973 Закон есть закон. — №5, с. 82, 86. Назовите минерал. — № 9, с. 82, 86. Секрет коэффициентов. — №11, с. 57—58. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ 1965 Вопросы и задачи для поступающих в вуз. —№2, с. 81.
Клуб Юный химик 115 Экзамены окончены, экзамены впереди! (Расчетные задачи). —№6, с. 83, 95—96. 1966 Задачи по школьной программе. — № 7, с. 79, 81—83. Вопросы об окислительно-восстановительных реакциях. — №9, с. 74, 82—83. Задачи о горении. — № 12, с. 88—90. 1967 Расчетные задачи повышенной трудности. — №2, с. 84, 87^88. Конкурсные задачи.—№7, с. 79, 82—84. Задачи с производственным содержанием. — № 11, с. 85—86. 1968 Задачи для поступающих в вузы. — № 6, с. 78, 82—84. Задачи о кристаллах. — №12, с. 84, 90. 1969 Задачи с «сюрпризом». — №2, с. 87, 92—93. ...Плюс интуиция. — № 4, с. 85, 88—89. «Нетипичные» задачи. — №11, с. 91, 95. 1970 Экзаменационные задачи—№ 6, с. 91—93. 1971 Вузовские задачи.—№4, с. 70, 72—73. Задачи с «математикой». — №5, с. 84, 86—87. Проверьте себя! —№6, с. 75, 77—78. 1972 Сгорело органическое вещество... — № 5, с. 85, 87. Конкурсные задачи. — № 7, с. 73, 75. 1973 Не так страшны задачи... — №6, с. 82—83. Кроме того, для подготовки к экзаменам советуем посмотреть следующие материалы: Какие книги читать к экзаменам.— 1967, № 5, с. 78—79; 1968, № 6, с. 80—81. Вопросы для самоподготовки.— 1967, № 1, с. 86—88; № 2, с. 91—92; № 3, с. 77— 78; № 4, с. 87—88; № 5, с. 75—76. Беседы с абитуриентом (о химической активности вообще н об активности металлов в частности).— 1970, № 1, с. 86— 88; № 3, с. 84-£6; № 5, с. 84—85; №7, с. 92—94. ОЛИМПИАДНЫЕ ЗАДАЧИ 1965 Задачи иа распознавание веществ. — №4, с 90. Задачи I Всероссийской олимпиады. — №5, с. 58—59, 92—93. Задачи с «изюминкой».—№ 11, с. 86—89; № 12, с. 87. 1966 Олимпиады юных химиков в Польской Народной Республике. — №3, с. 86—92. Ка.кое это вещество? — № 5, с. 82—84; №6, с. 81. Задачи Всероссийской химической олимпиады 1966 г. —№6, с. 80, 82—83". Три неизвестных (задачи на смеси из трех веществ). — № 11, с. 93—94. 1967 Задачи о химическом эквиваленте. — № 3, с. 74—75, 79. Отразите в химических уравнениях... (о производственных процессах). № 12, с. 71 — 72, 74—75. 1968 А вы бы справились? — №2, с. 75, 79—81. Задачи «на стыках». — № 3, с. 86—87, 89—90. Олимпиадные задачи. — №5, с. 89, 91—92. Задачи с «подвохом». — №9, с. 84—85, 88— 89. Задачи с «подтекстом». — №11, с. 89, 94— 95. 1970 Олимпиадные задачи.—№3, с. 86—87, 89— 91. Что за вещество? — № 5, с. 87, 89—90. Задачи, составленные по идеям читателей. — № 10, с. 83, 86—87. 1971 Оригинальные задачи. — № 1, с. 76, 79. Задачи о химических связях. — №2, с. 58, 61—62. Олимпиадные задачи. — №3, с 78, 80—81. В чем соль? — № 11, с. 67, 69—71. 1972 Один вопрос — два ответа. — № 3, с. 82,84 1973 Задачи Международной химической олимпиады. — № 1, с. 65—66, 68—69. Нестандартные задачи. — №2. с. 74, 77. Несерьезные задачи. — № 4, с. 85, 87. 1974 Где рвется цепь. — № 1, с. 114, 118. Задачи к олимпиаде.—№ 3, с. ПО, 112—113.
фффффффф •••••••••••••v •••••••••••••v фффффффф фффффффф •••••••••••••v фффффффф фффффффф* фффффффф фффффффф* фффффффф фффффффф* ф ф ф ф ф ф ф ф Nfc •</ / (!( -V—f
Спорт 117 Гимнастика для ума О производственной гимнастике сейчас наслышаны все. Радио, газеты, телевидение непрерывно твердят о ее пользе. Назначение гимнастических комплексов для производства истолковывается однозначно: гимнастикой на работе следует заниматься, чтобы снять физическую усталость. Это подтверждают многочисленные исследования по физиологии труда: после хорошей зарядки на несколько процентов возрастает производительность труда токарей, машинисток, чертежников, сборщиков, ткачих. Бесспорно и то, что работникам умственного труда — ученым, инженерам, врачам — гимнастика также ничего, кроме пользы, не приносит. Однако последнее соображение до сих пор не было под- тверджено серьезными количественными исследованиями. Чтобы точно судить об эффективности физических упражнений для работников умственного труда, исследователи (работа выполнена под руководством доктора биологических наук С. А. Ко- силова) воспользовались такой методикой. Испытуемым раз в пять секунд называли три цифры и просили записать их сумму. После ста арифметических упражнений подсчитывали число ошибок у каждого из участников испытаний. Затем упражнение усложняли: участникам приходилось решать в уме пятьсот простых примеров. По замыслу авторов, эти пятьсот примеров должны были определенным образом утомить испытуемых. Потом им, как и на первом этапе, вновь давали по сто примеров и вновь считали сделанные в состоянии утомления ошибки. Утомленных работников (сплошь инженеры и техники) разбили на четыре группы. Первая группа в перерывах просто отдыхала, а вторая, третья и четвертая трудились: в течение десяти минут выполняли физические упражнения — в каждой группе свои. После отдыха вновь следовали те же сто примеров на сложение. После этого оставалось лишь сравнить результаты, достигнутые до отдыха и после него. После отдыха больше всего ошибок было в группе, которая отдыхала пассивно. А лучше всех считали инженеры и техники из четвертой группы. Вместо отдыха они выполняли специальные статические упражнения, и число ошибок у активно отдыхавших уменьшилось на 62%. Наблюдения длились три рабочих дня, и с каждым днем четвертая группа по качеству умственной работы все дальше и дальше отрывалась от своих конкурентов. Авторы объясняют столь разительный эффект следующим образом. Специально подобранные статические упражнения, выполняемые достаточно интенсивно, положительно воздействуют на нервную м сосудистую системы, вызывают благоприятные биохимические изменения в орга-
118 Спорт 1. Потягивание. После глубокого вдоха дыхание задерживается. 2. Медленные, с усилием вращения головы. Дыхание произвольное, глубокое, без задержки. 3. Наклоны туловища в разные стороны с широкими движениями рук. Во времв наклона — вдох, в конечном положении наклона — задержка дыхания. 4. Сгибание спины с наклоном головы. 5. Бег с переходом на ходьбу или лриседанив 6. Повороты туловища и головы в стороны. 7. Наклоны туловища и головы назад. 8. Прогибание туловища назад из положения лежа. Прогибаясь, поворачивать голову назад, направо и налево. Фиксировать голову в каждом положении 2—А секунды. низме, улучшают кровоснабжение нервных клеток мозга и газообмен, а значит, и работоспособность. Результаты гимнастики ума достаточно красноречивы. И было бы не совсем честно, сообщив эти результаты, утаить от читателей Сам гимнастический комплекс. Вот его описание, взятое из журнала («Теория и практика физической культуры» A973, № 7). Авторы статьи, в которой приведен этот комплекс, рекомендуют все упражнения делать медленно, повторяя каждое не более двух раз, следя за правильностью дыхания. Возможно, не все читатели смогут выполнить гимнастику ума по этому скупому описанию. Возможно, придется посоветоваться с инструктором физкультуры своего института, завода, конструкторского бюро. Но попробовать явно стоит: уж больно хорошо после такой зарядки решали примеры на сложение утомленные работники из четвертой группы! Ю. ИВАНОВА
Учитесь переводить 119 Немецкий —для химиков HOCHSEEFISCHKUTTER AUS KUNSTSTOFF Europas grofiter Hochseefischkutterl aus Kunststoff, ein 23 Meter Ianges Schiff mit zweieinhalb Meter Tiefgang und einem 290-KiIowatt-Dieselmotor D00 PS) fur 10,5 Knoten, wurde in Trawemiinde in Dienst gestellt2. Sein Rumpf ist als tragende Schale aus glasfaserverstarktem Polyester-Giefiharz mit acht Langsstringern und vier Boden- schweinen3 aus armiertem Kunstharz nach dem gleichen Prinzip gebaut4 wie Kunststoff- Sportboote. Der Kutter wurde aus zwei Halb- schalen gespritzt. Die beiden Schalen sind durch Kunstharz und Glasfaserverstarkung miteinander verbunden. Die Rumpfhaut ist 15 bis 30 Millimeter stark5. Bei gleicher Belastbarkeit ist der Kunst- stoffrumpf wesentlich leichter als ein Rumpf aus Stahl. Weitere Vorteile des Kunststoff- kutters: Er ist chemisch praktisch unangreif- bare, widerstandsfahig gegen Salzwasser und unempfindlich gegen Saure der Fisch- Iadung. Rostklopfen und Farbmalen ent- fallen. Bild der Wissenschaft, 1973,№ 5 ОКЕАНСКИЙ РЫБОЛОВНЫЙ КАТЕР ИЗ ПЛАСТМАССЫ Самый большой в Европе океанский рыболовный катер из пластмассы, — судно длиной 23 метра, с осадкой 2,5 метра и дизельным двигателем в 290 киловатт D00 л. с), способное развить скорость 10,5 узлов, — сдано в эксплуатацию в Травемюиде. Его корпус из литьевой полиэфирной смолы, усиленной стекловолокном, сделан в виде несущей оболочки с восемью продольными стрингерами и четырьмя днищевыми шпангоутами из армированной синтетической смолы по тому же принципу, как и спортивные пластмассовые лодки. Оболочка катера состоит из двух половин, изготовленных методом шпылеиия и соединенных между собой синтетической смолой со стекловолокнистым наполнителем. Толщина обшивки — от 15 до 30 мм. При одинаковой грузоподъемности пластмассовый корпус значительно легче стального. Другие преимущества катера из пластмассы: он практически ие подвержен химическим воздействиям, устойчив к соленой воде, нечувствителен к кислотам, содержащимся в рыбе. Очистка от ржавчины н ок-. раска не требуются. КОММЕНТАРИЙ К ПЕРЕВОДУ 1. С точки зрения перевода примечательно слово Hoch- see. Оио означает ие только «океаи», но и «открытое море». (Может быть, в нашем случае второй вариант перевода был бы вернее: речь идет о западиогер майском городе Травемюиде, расположенном не иа берегу океана, а в Любекской бухте Балтийского моря.) Для обозначения понятия «океан» в немецком языке используется также слово Tiefsee; это значит, что одно и то же понятие образуют слова с прямо противоположным значением: hoch и tie]. 2. Оборот in Dienst stel- len в фразеологическом словаре переведен буквально: «поставить на службу». В некоторых случаях такой перевод уместен, особенно если повествование ведется высоким стилем. Но в технической заметке лучше употребить общепринятые выражения того же смысла: «сдать в эксплуатацию», «ввести в строй» и т. п. 3. Существует языковое явление, которое называется технической метафорой. Для примера можно назвать русские термины «меченые атомы» или «хвост самолета». Подобную метафору мы встретили и в немецком тексте: Bodenschweinen. Что такое Schwein, знает каждый, едва знакомый с немецким языком. Но чтобы перевести термин, этого зиаиия недостаточно. «Немецко-русский словарь по судостроению» слова Bodenschwein не дает; значит, надо посоветоваться со специалистом, что мы и сделали... 4. Общеизвестно значение глагола Ьаиеп — «строить». В нашем случае это слово лучше перевести как «изготовить», «сделать», «сконструировать». 5. Прилагательное " stark переводится обычно как «сильный». Однако у него есть иное значение в сочетании с числительным: 15 bis 30 Millimeter stark означает «толщиной от 15 до 30 мм». 6. Unangreifbar — -«неприступный», «неприкосновенный»; по отношению к химическим свойствам это значит, что вещество химически инертно. Так, собственно, и можно было бы перевести, однако с точки зрения стиля поставить рядом слова «химически» и «практически» — плохо. Л. Н. ПОПОВА
120 Из писем в редакцию Давайте прерывать докладчика! Припомните, часто ли ваши коллеги выражали удовольствие по поводу вопросов, заданных непосредственно по ходу их лекции или доклада? Вероятно, нет. Более того, лекторы и докладчики, которые охотно выслушивают перебивающие их реплики и вопросы, считаютс я оригиналами. Более того, прочно сложилась канцелярская формула: вопросы — только в письменном виде. Попробуем, однако, подойти к этому, отступив на время от правил хорошего тона. Ни для кого не новость, что любые идеи и сведения, получаемые слушателем во время доклада, усваиваются лишь в согласии с прошлым опытом слушателя, его интеллектуальным багажом. Но профессиональный опыт математика резко отличается от опыта химика или биолога. Дело не только в различии объектов и методов их исследований— одни и те же термины несут в разных науках совершенно различный груз значений. Например, применяемое в наши дни кстати и некстати слово «информация» вызовет у математика ассоциации с теоремами Шеннона, а для биолога или химика оно скорее будет связано с более обыденными представлениями: данные, сумма сведений. Исправление неправильно воспринятого образа — дело совсем не простое. Если неверное суждение перекочевало из так называемой кратковременной памяти в долговременную, то выбить его оттуда очень трудно. Долговременная память чрезвычайно стабильна и консервативна. Даже после тяжелой травмы головного мозга, когда человек полностью забывает все, что непосредственно предшествовало катастрофе, старая информация (трудно все-таки обойтись без этого слова!), как правило, полностью сохраняется. Лишь тогда, когда воспринятое суждение проверяется и опровергается немедленно, оно может совершенно бесследно исчезнуть из нашей памяти. Если же оно, упаси бог, успеет лечь в долговременную память, то будет всплывать все снова и снова даже после установления его ложности. Возникает вопрос: не разумнее ли расстаться с традицией доклада-монолога и позволить слушателям задавать вопросы и выражать несогласие немедленно? Такой точки зрения придерживаются некоторые ученые. Оки считают, что прерывание оратора (вопросом или изъявлением несогласия) повышает активность восприятия у всех участников, позволяет устранить особо грубые искажения смысла. Это особенно важно дл я узких совещаний, где собираются специалисты разных профилей, где ученым так часто мешает неадекватность в восприятии терминов и понятий. Зарубежные специалисты проанализировали около трехсот междисциплинарных научных конференций и пришли к такому выводу: когда слушателям давали право прерывать докладчика, возникали плодотворные дискуссии, конференции проходили наиболее эффективно, сближали научные школы и точки зрения. Конечно, на крупных научных форумах с жесткой программой и точным регламентом реплики и вопросы во время доклада приведут к путанице и неразберихе. Тут председатель обязан следить за порядком. Но дл я небольших заседаний, совещаний и конференций такой способ общения с докладчиком может оказаться продуктивным. Кстати, конференции, которые подвергались упомянутому анализу, были малочисленны по количеству участников. Остается один маленький вопрос: а каково будет докладчику? Впрочем, некоторая дополнительная помехоустойчивость, приобретенная в острых дискуссиях, докладчикам и лекторам, право же, не помешает. Врач А. М. КОЗУЛИН
Короткие заметки 121 Можно ли узнать состав астероидов? Вероятно, можно, если к астероидам применима земная зависимость между составом магматических пород и их отражательной способностью (альбедо). Чем более кислой оказывается порода, чем больше в ней кремнекислоты, тем она светлее. Кислые шороды отражают более 20% падающего на них света. Так, (например, ведут себя граниты. И наоборот, ультраосновные породы отражают совсем мало света, всего 5—8%, почему и кажутся очень темными. Так вот, если воспользоваться сведениями об альбедо 21 самого большого астероида, то окажется, что девять астероидов сложены породами ультраосновного состава. Значит, на Церере, Метиде или Психее Si02 менее 45% и очень много окиси магния. Астероидов с основным составом в нашей группе оказалось четыре, а со средним E5—65% Si02) —всего два. Кислых астероидов больше — их шесть, на них, например на Весте или Гебе, Si02 больше 65%. Кроме того, астероиды с кислым составом должны нести в себе много Be, W, Pb, Zn и Си, потому что эти металлы и на Земле приурочены к кислым породам. К сожалению, пока ничего нельзя сказать о так называемых металлических астероидах (каковые, несомненно, имеются). Они как бы выпадают из поля зрения из-за неопределенности своего альбедо. Все зависит от того, в каком виде там находятся металлы (в основном, конечно, железо и никель). Если .на астероидах каким-то чудом сохранились блестящие кристаллические грани, то они временами должны сверкать. Не поэтому ли астероид Эрот удивил специалистов «квазизеркальным отражением»? В. НЕЙМАН ...А товарища выручай! Как точно измерить верность товарищам, взаимопомощь, чувство локтя? Как выявить эти бесценные качества, без которых немыслимы успешные выступления спортивной команды и эффективная работа научной лаборатории? О попытке сделать это рассказали в журнале «Теория и практика физической культуры» A973, № 7) кандидат педагогических наук М. И. Станкин и В. Н. Булычев. В одной из московских школ подвергли психологическому исследованию большую группу мальчиков и девочек равного возраста — всего 72 человека. Сначала определили порог чувствительности каждого к частоте звука. (С помощью генератора звуковых колебаний при постоянной силе звука изменяли его частоту.) Затем опыты повторили, предупредив ребят, что еслм кяочни- будь покажет худший результат, чем в первой серии, то есть его чувствительность уменьшится, «провинившегося» накажут коротким электрическим импульсом. (Дети и родители! Не тревожьтесь: импульс давали слабый и совсем безвредный, а участники опытов все как один были добровольцами и с удовольствием приняли участие в игре- исследован'ии.) И вот результат: никто не захотел быть наказанным, и средний по группе порог чувствительности к частоте звука уменьшился на 445 герц (другими словами, школьники стали воспринимать более высокие звуки). Опыты повторили еще раз. Но в третьей серии ввели странное условие: если ты ухудшишь свой показатель, накажут не тебя, а товарища, который сидит рядом. К чести ребят, принявших участие в исследовании, 68 учеников из 72 значительно улучшили свои результаты: порог чувстительноспи снизился еще на 669 герц. Таким образом, большинство участников опыта скорее беспокоились за товарищей, нежели за себя. Несколько слов о той четверке, что оказалась в меньшинстве. Выяснилось, что они не только в психологических исследованиях, но и в учебе думают только о себе. Товарищи давно считали их эгоистами. ■Итак, найден точный способ определять чувство товарищества, чувство локтя в коллективе? Вряд ли. В жизни все значительно сложнее. Но, согласитесь, описанный здесь подход к моральным качествам человека — ученого, производственника, школьника, спортсмена—носит уже вполне количественный характер. М. КРИВИЧ
122 Короткие заметки Как скворцы угрожали острову Крошечный островом Дюме (всего 8,5 га) у атлантического побережья Франции привлек внимание всех окрестных скворцов: ежедневно они прилетали сюда с континента на ночлег. Сотрудники Национального института агрохимических исследований, которые по просьбе местных жителей наблюдали за птицами, сообщили, что каждый вечер на остров прибывало до пяти миллионов скворцов. Прежде 1на острове Дюме росла лишь скудная трава, но потом его засадили кипарисами. Это и привело к катастрофе. В один не очень прекрасный вечер огромная стая скворцов, прилетевших с материка, стала устраивать себе гнезда в кипарисах. Ветви ломались под тяжестью птиц, а земля покрылась слоем навоза... Чтобы избавиться от нашествия, было решено отпугнуть птиц звуком. Вечером, когда скворцы в очередной раз прибыли на ночлег, их начал оглушать громкоговоритель. Возникла паника, птицы немедленно поднялись и улетели опять на континент. Через три недели такого отпугивания скворцы на острове больше не появлялись. Но 36 ночей, которые они (провели там, не прошли бесследно. Слой навоза достиг в среднем толщины 12 см, а в некоторых местах он превысил 20 см. Специалисты опасаются, что деревья не смогут выдержать такой высокой дозы органических удобрений. Впрочем, это еще раз доказывает правоту экологических законов: если деревья и в самом деле погибнут, птицам незачем будет прилетать на остров и равновесие вновь восстановится—даже без громкоговорителей. А. ГРИНБЕРГ Чем пахнут грибы Чем пахнут свежие грибы? Сыростью, прелыми листьями, осенним лесом. Чем пахнет осенний лес? Свежими грибами. Понятно, что такие определения запахов, мягко говоря, неточны. Кандидат технических наук Н. Дударева из Дальневосточного института советской торговли попыталась получить на перечисленные вопросы более точные ответы. Для этого она провела хрома- тографический анализ летучих ароматических веществ, которые содержатся в свежих грибах. В качестве объектов исследований были выбраны белые грибы и подосиновики. Тщательно измельченную навеску грибов E граммов) заливали кипятком A00 миллилитров), кипятили и плотно закупоривали. Затем из герметизированной колбы шприцем отбирали четыре миллилитра паровоздушной смеси, напоенной, что называется, ароматом даров леса. После этого пробу подвергали хроматографическому разделению. Хроматограммы белых и подосиновиков оказались не одинаковыми, хотя общее количество летучих ароматических веществ, определенное по площади хроматографи- ческих пиков, было довольно близко. Чтобы разобраться, каким химическим веществам дары леса обязаны своим запахом, исследователи изучили хроматограммы чистых карбонильных соединений, присутствие которых ожидалось среди летучих грибных веществ. И вот что выяснилось: аромат свежих грибов складывается из запаха изо- валерианового альдегида, ацетальдегида, бенэальдегида, этилбутилкетона, метилци- клогексанона. В белых грибах этилбутилкетона меньше, чем в подосиновиках, а метил- ц-иклогексанона больше. С хроматограммами можно ознакомиться в журнале «Общественное питание» A973, № 11). М. ЮЛИН
Короткие заметки 123 Судьба серого волка Пишут, что., Современная американская Красная Шапочка может спокойно ходить по лесу: вряд ли она встретит там волка. До недавнего времени волков в США повсеместно убивали и отлавливали, и теперь им грозит, полное исчезновение. Так. рыжих волков, обитающих в южных штатах Техас и Луизиана, осталось всего 300, а серых (в штатах Мичиган и Миннесота) — от 500 до 1000. Опасность исчезновения рыжего волка более реальна. Дело в том, что условия его жизни изменились настолько, что теперь он спаривается с койотом, а рождающиеся гибридные животные не способны к продолжению рода. Впрочем,, судьба серого волка не менее драматична. Управление по охране исчезающих видов животных наталкивается на серьезное сопротивление фермеров, которые гю-прежнему опасаются угрозы своим стадам. Правда, кое-какие меры все же принимаются, однако они явно недостаточны. Так, в Миннесоте местные власти установили, что охотничий сезон длится шесть месяцев (раньше волков можно было уничтожать круглый год). Но даже за полгода охотники успевают убить около 200 волков, и такая мера защиты лишь замедляет, но но предотвращает вымирание животных. Управление по охране животных добиваете я полного запрещения охоты (за исключением случаев, когда волки нападают на скот), однако пока безрезультатно. Даже на Аляске, где, казалось бы, для волков простор, их осталось не более 3000; у северных волков очень ценная шерсть и на них охотятся особенно интенсивно, нередко даже с самолетов. Словом, Красная Шапочка может быть спокойна... А. АБРАМОВ ...из крови спящих кроликов выделен пептид, вызываю* щий сон у бодрствующих животных ("Medical Tribune and Medical News", т. 14, № 33, с. полное уничтожение вредителей растений принесет больше вреда, чем пользы («Природа», 1973, № 11, с. 19)... ...реакция деления ядер бора может быть использована для попучения энергии («Юнайтед Пресс Интернэшнл», 2 ноября 1973)... ...планирование в американских корпорациях в 97 % случаев оказывается неэффективным («Management Today», сентябрь 1973, с. 111)... ...при одомашнивании объем мозга животных уменьшается («Журнал общей биологии», т. XXXIV, с. 360)... ..старческую потерю памяти можно печить хирургическим путем («Science News», т. 104, с. 182)... ...в воде изолированных подземных источников, насыщенных щелочью, обнаружены бактерии («The Hew York Times», 12 ноября 1973)... ...сконструирован высокочувствительный прибор для обнаружения в воздухе паров ртути («Bild der Wissen- schaft», 1973, с. 1248)... ...синтезирован пептид, предотвращающий овуляцию («World Medicine», т. 8, НС 26, с. 37)...
124 Консультации ПОЧЕМУ НА ФОТООТПЕЧАТКЕ ПОЛУЧАЕТСЯ ТАК МНОГО МУШЕК Я никак не могу добиться того, чтобы на фотоотпечатках попучапся гпянец высокого качества. Что ни работа, то не гпянец, а грязь. Почему у меня на отпечатках получается так много мушек! М. К. Ярмопик, Саратов Матовые пятнышки — «мушки» — могут образоваться на фотоотпечатках по нескольким причинам. Такое случается, если при изготовлении фотобумаги фотослой неравномерно «заду 6 лен», но это бывает не часто. Гораздо вероятнее, что на поверхности пластинки, к которой прикатывают фотографии, есть следы грязи, почти незаметные на глаз. Мушки могут появиться и при очень быстрой сушке фотоотпечатков на электроглянцевальном аппарате, когда он сильно разогрет. При быстрой сушке образуются мельчайшие пузырьки водяного пара, под которыми не происходит глянцевания. И еще одно: если фотограф-любитель применяет при нанесении глянца питьевую соду (чтобы отпечатки легче отставали от пластины), то число мушек возрастает; питьевая сода при высокой температуре разлагается на углекислый газ и воду; пузырьки и капельки не поз- вол яют получить на фотографии равномерную глянцевую поверхность. Соду можно применять только при холодном глянцевании. Количество мушек станет также намного меньшим, если перед нанесением глянца с фотоотпечатка удалить избыток влаги — на нем не должно быть ни одной капельки воды. Количество влаги на фотографиях можно уменьшить, выкупав их в спирте (пригоден и денатурат). Перед глянцеванием фотографии следует опустить в 2—3%-ный раствор уксусной кислоты, это тоже сделает глянец равномернее. И, наконец, фотоотпечатки нужно плотно прикатать к холодной или чуть теплой пластине и только затем начать постепенно нагревать ее. ЧТО ВХОДИТ В СОСТАВ МАСЛЯНЫХ КРАСОК На зовите, пожалуйста, с о- став масляных красок, которые продают в художественных и канцелярских магазинах. Почему они так странно называются — «Кадмий желтый», «Кадмий красный темный»! С. В. Комаров, Кемеровская обп. Масляные краски представляют собой тонко растертые смеси красящих веществ (пигментов) со специальными связующими. В состав связующих входят очищенные растительные масла, например ореховое или льняное, а также пчелиный воск и различные смолы (дамарра, мастике). Художники по-разному используют масляные краски: иногда рисуют неразбавленными — густыми пастообразными смесями, а иногда разбавляют. Для разбавления красок применяют лаки, ореховое или льняное масла, скипидар. Названия красок обычно совпадают с наименованием входящих в них красящих веществ. А наименования пигментов чаще всего составлены из названий цвета и металла: кадмий желтый, кадмий красный, кобальт зеленый темный. (Реже минеральные пигменты называются по той местности, где из них впервые стали делать краски: коричневая архангельская, английская красная.) Вот пример состава одного из пигментов. Кадмий желтый состоит из сернистого кадмия (CdS). Изготовляют его, прокаливая смесь углекислого кадмия с серным цветом или пропуская сероводород через растворы солей кадмия. Пигмент бывает разных оттенков — от лимонно-жел- того до оранжевого. Может возникнуть и такой вопрос: почему вещество, содержащее всегда CdS, получается разным по цвету? От-
Консультации 125 тенок пигмента зависит от размера и формы частиц порошка, а также от вида и количества примесей. Если, например, в кадмии желтом нет примеси сернистого цинка, краска золотисто-желтая; если же на один моль сернистого кадмия в пигменте содержится 0,4 моля сернистого цинка, то краска получаете я лимонно-желтой. Красный кадмий представляет собой твердый раствор сернистого и селенистого ма дми я. Формула его CdS-nCdSe. Так вот, если п = 0,35, то пигмент светло-красный, и краска называется «кадмий красный светлый»; кадмий красный темный получается, если я = 0,4. ПЛЕСЕНЬ В ЦВЕТОЧНЫХ ГОРШКАХ, КАК С НЕЙ БОРОТЬСЯ! При разведении комнатных цветов в горшках с землей иногда появляется белая ппесень. Каково ее происхождение и как с ней бороться! Семья А пеке иных, гор. Орел К сожалению, авторы письма не уточнили, где именно появилась беспокоящая их плесень: на поверхности земли или внутри земляного кома. Если белый налет образовался сверху, то это может быть результатом высаливания на поверхности земли различных минеральных веществ; такое бывает, если цветы поливают очень жесткой водой. В вазоне может появиться и настоящая плесень — при чрезмерном увлажнении почвы или если цветы поливали водой, содержащей органические вещества (иногда поливают водой, в которой мыли мясо). Чтобы плесень не поязлялась, поливать цветы надо реже: между поливками земляной ком, особенно сверху, должен хорошо просохнуть. Иногда бывает, что при пересадке цветов становится заметной белая масса, напоминающая по внешнему виду плесень или влажную вату: она обволакивает корни и прилегающие к корням комочки земли. Это значит, что растение поражено корневым черве- цом, который живет на корнях растений; из вещества, похожего на плесень, он делает гнездо, куда откладывает яички. Чтобы уничтожить червеца, растение следует вынуть из горшка, затем корни его осторожно освободить от земли. Чистые корни опускают на 2—3 минуты в нагретую до 50—53° С воду. Землю, оставшуюся в горшке, необходимо простери- лизовать: ее увлажняют, а потом около получаса нагревают при температуре 80—90е С. Землю можно также стерилизовать, прогревая ее на пару. При стерилизации погибает не только корневой червец, но и нематоды, поэтому опытные цветоводы перед посадкой в закрытый грунт *любых растений обязательно стерилизуют землю. ЧТО ТАКОЕ ТИРОКСИН В одной из брошюр я встретился со словом тироксин. Там говорилось, что это вещество применяли дпя улучшения памяти. Что такое тироксин! В. Диский, Ворошиловград Тироксин — активная часть гормона щитовидной железы. Это сложное органическое соединение, содержащее, как видно из формулы, много йода. i Г {Л I \ I J ССЧ Впервые тироксин был выделен из щитовидной железы, а впоследствии его стали синтезировать. Известно, что препарат усиливает обмен веществ в организме, стимулирует рост тканей, активизирует фермент каро- тиназу, участвующую в синтезе витамина А, а также повышает всасываемость глюкозы в организме и интенсифицирует ее утилизацию. Но тироксин применяют лишь в научно-исследовательской работе. В клинике для лечения тех или' иных заболеваний использу-
126 Консультации ют аналог его — препарат трийодтироксин, который отличается от вещества щитовидной железы тем, что в его молекуле только три атома йода, а не четыре. Трийодтироксином лечат, в частности, заболевания щитовидной железы. ПИРЕТРУМ РАЗДРАЖАЕТ КОМАРОВ, ПОЧЕМУ! Мне говорили, что многие насекомые не выдерживают запах ромашки. Почему! Есть ли специальные препараты из ромашки! Л. Н. Кротова, Харьковская обл. Цветы некоторых сортов ромашки действительно содержат вещества, отпугивающие многих насекомых. Об инсектицидных свойствах этого растения знали еще в давние времена. А сейчас препарат из ромашки — порошок или настой — применяют во многих странах. Цветочные головки далматской, кавказской и персидской ро'машек содержат особые вещества — пирет- рины: смесь их и есть пиретрум. Инсектицидная активность пиретрума заключена в пиретрине I и II, ци- нерине I и II, а также жас- молине I и II. Все шесть соединений не что иное, как эфиры хризантемовой кислоты (I) или ее производных (II). Эти вещества нестойкие, поэтому на насекомых действует только свежеприготовленный препарат. В организм насекомых пиретрум попадает либо прямо через хитиновый покров, либо через трахеи. А теплокровным животным пиретрум не страшен, даже самый свежий! Поскольку природные пи- ретрины нестойкие вещества, была сделана попытка получить их синтетические аналоги. Синтезировать такие соединения удалось, назвали их пиретроидами. Первый синтетический пире- троид аллетрин — сложный эфир хризантемовой кислоты — синтезировал в 1947 г. американский химик Ф. Ла- форд. Аллетрин действительно оказался более стойким к нагреву и свету, чем природные пиретрины, но зато уступал им по силе действия Его сейчас применяют в Японии и Юго- Восточной Азии. В шести дес ятых годах удалось получить новые пи- ретроиды: тетраметрин, рес- метрин, лротрин, пропар- трин. Они оказались не только более стойкими, чем пиретрины, но и более активными. Сила действия пиретрои- дов тесно связана со строе. нием их молекул; в частности, насекомым наиболее страшны их правовращающие оптически активные изомеры. Они вызывают у насекомых повышенную возбудимость, тремор (дрожание) и паралич. Пире- троиды нарушают натрий- калиевый обмен в мембранах нервных клеток насекомых, что приводит к тяжелым поражениям их нервно-мышечной системы. Некоторые пиретроиды так раздражают комаров, что те долго не залетают в помещение, обработанное этими веществами. Малую токсичность пире- троидов для млекопитающих объясняют тем, что, в частности, при высокой температуре их тела ускоряется разрушение ядов. (Рыбы, чьи тела не столь горячи, видимо, не безразличны к веществам ромашки — когда пиретроиды попадали в оросительные каналы, рыбы выпрыгивали из воды на берег.) Пока пиретроиды применяют редко, потому что они малодоступны и все же недостаточно стойки. Обработку ими приходится много раз повторять, а это сильно удорожает и усложняет работу. Чтобы пире-- троиды сохранялись дольше, прибегают к различным техническим приемам — упаковывают препараты в небольшие капсулы, пропитывают ими пленочные материалы. Однако химики не потеряли надежды: попытки синтезировать стойкие пиретроиды продолжаются—уж очень заманчиво получить хорошие инсектициды, не опасные для млекопитающих. ПОЧЕМУ НЕЛЬЗЯ СВЕЖИЙ ХЛЕБ СОХРАНЯТЬ В ХОЛОДИЛЬНИКЕ В одной из книг я прочитал, что хлеб можно сохранять на морозе. Однако когда я попытался это сделать и поместил свежий хпеб в морозильник, у меня ничего ие вышло, хпеб за-
Консультации 127 черствел. В чем моя ошибка! С. Г. Петров Калужская обп. Жителям Скандинавии да и многим другим людям давно известно, что на сильном морозе хлеб сохраняется дольше, чем в помещении. В Швейцарии, Австрии, США, ФРГ, Бельгии и Франции сейчас даже специально применяют искусственный холод дл я замораживания хлеба и хранения его в таком виде. Хлеб — скоропортящийся продукт. Старение его начинается почти сразу после появления из печи. Причем скорость черствения зависит от технологии выпечки, формы, веса, а также от температуры и влажности помещения, где хлеб хранят.. Можно считать, что в зависимости от температуры и влажности хлеб бывает в двух состояниях — либо черствым, либо свежим: свежий постепенно превращается в черствый, и наоборот — черствый можно снова сделать мягким, нагрев его в духовке (правда, после этого он зачерствеет еще быстрее). Теоретически хлеб можно было бы хранить либо в жаре (при температурах выше 50° С), либо в холоде— ниже—6° С. (В диапазоне температур от —6° С до 50° С устойчива черствая форма хлеба, а быстрее всего он черствеет при 2° С.) Однако в жарком и влажном воздухе хлеб портится: в нем развиваются плесень и бактерии, потому что во время выпечки не происходит стерилизации теста. Значит, остается холод. При температуре ниже —8° С скорость черствения снижается до нуля — хлеб замерзает. Но для сохранения хлеба такого холода мало; нужны более низкие температуры — до —25° С, чтобы хлеб, замерзая, как можно скорее преодолел роковую зону, где он быстро черствеет,— от 0е С до —6° С. В обычном морозильнике примерно —5° С, вот почему читателю не удалось сохранить в нем хлеб свежим. ПОПРАВКИ В предыдущем номере журнала конец первого абзаца на стр. 41 следует читать так: «Сейчас «мир обойденных величин» превратился в самостоятельную и очень важную научную дисциплину — коллоидную химию или, точнее, в физическую химию дисперсных систем и поверхностных явлений». В том же номере на стр. СО (правая колонка) текст под датой 24 марта следует читать так: «125 лет со дня смерти Иоганна Вольфганга Деберейне- ра A780-1849)». A. А. АГИШЕВУ, Гатчина: Смесь кислорода с водородом взрывоопасна, если в смеси содержится от 4 до 94% водорода. В. И. ПРОХОРОВУ, Севастополь: О позитронии мы уже рассказывали—Смотрите статью B. И. Гольданского и В. П. Шанторовича «Атом без ядра» («Химия и жизнь», 1969, № 8) . К. ЗАМЯТИНУ, Воронеж: Чтобы лавсан приобрел способность склеивать- ся, его обрабатывают раствором натрия в жидком аммиаке. ТИМОФЕЕВОЙ, Казань: Сухие эвкалиптовые листья продаются в аптеках. Е. РАКОВУ, Магнитогорск: Позитивная пленка «МЭ-ЗЛ» не пригодна для обычной фотосъемки — светочувствительность ее очень мала. Е. В. ПОПОВОЙ, Харьков: Изделия из янтаря дольше сохранят свою красоту, если их тщательно о§$- регать от сырости и солнца. И. АЛЕКСЕЕВОЙ, Миасс: Ароматические соединения с общей формулой СИ химикам известны; мы рассказали бы Вам о них подробнее, если бы Вы сообщили свой адрес. А. КИРИЛЛИНУ, Ди- митровград Ульяновской обл.: Татуировку удаляют с помощью специальной операции в косметологических клиниках. В. Л-КУ, Курган: Да, вы правы, с помощью минеральной кислоты яйцо очистить можно, скорлупа его растворяется в соляной кислоте, но кто потом станет есть такое яйцо?
В номере: В. И. Вернадский 2 АКАДЕМИЯ НАУК В ИСТОРИИ ПЕРВОЕ СТОЛЕТИЕ СВОЕЙ С. Г. Кара-Мурза 12 1 + 1 >2Г ИЛИ ЧТО ТАКОЕ СИНЕРГИЗМ Л. М. Притыкин Н. Б. Вассоевич, Л. И. Фердмаи Н. Ф. Гончаров, В. С. Морозов, В. А. Макаров А. М. Городницкий М. Кривич, О. Ольгин А. Чапковский 20 БИОГРАФИЯ БЕНЗОЛА 28 КАК ВОЗНИКЛА НЕФТЬ 34 ЗЕМЛЯ — БОЛЬШОЙ КРИСТАЛЛ! 39 СЛОВО О ФАКУЛЬТЕТЕ 40 РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ МЕЖДУ ЖИЗНЬЮ И ' СМЕРТЬЮ 46 «ГОЛУБОЕ НЕБО» КОМПЬЮТЕРА 52 НУЖНА ЛИ НАМ ЭТА ВОДА! Н. П. Петров, 54 СЕРА ИЗ ЧЕРНОГО МОРЯ М. Г. Горбачев А. Устинов 56 КАКАЯ СТОРОНА ЛИЦА КРАШЕ! А. Л. Козловский В. М. Косяков Б. В. Левшин М. А\ Алевский В. Таркановский И. А. Сытинский Г. А. Самойлов Ю. Иванова 58 НЕОРГАНИЧЕСКАЯ БУМАГА 62 БЕРКЛИЙ 66 «ВСЕ, ЧТО ЗЕЛО СТАРО И НЕОБЫКНОВЕННО» 78 СВИНЬЯ: ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА 82 ОЗВУЧЕННЫЕ СЕМЕНА 88 ХИМИЯ АЛКОГОЛЬНОЙ БОЛЕЗНИ 96 «МЕЛКИЕ» УЛИКИ 116 ГИМНАСТИКА ДЛЯ УМА 18 Последние известия 65 Технологи, внимание! 74 Фотоинформация 84 Новости отовсюду 103 Информация 107 Клуб Юный химик 119 Учитесь переводить 120 Из писем в редакцию 121 Короткие заметки 123 Пишут, что... 124 Консультации Технический редактор Э. И. Мнхлнн Корректоры Е. И. Сорокина, Г. Н. Нелидова Адрес редакции: 117333, Москва В-333. Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-90-20.- 135-63-91. <& «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ», 1974 Т-02022. Сдано в набор 12/ХП 1973 г. Подписано к печати 18/1 1974 г Бум. л. 4. Усл. печ. л. 10,4. Уч.-изд. л. 11.8. Бумага 70Xl08l/ie Тираж 220 000 экз. Цена 30 коп. Заказ 2513. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Московской области
5^ ^T *r - -^ 1 Почему лисий хвост пахнет фиалками? На элегантном лисьем хвосте, сверху, в пяти сантиметрах от тела, есть небольшая лысина. Она образуется от соприкосновения меха с носом хищника: на досуге лиса или лис, свернувшись калачиком, непременно уткнется носом именно в эту точку своего пушистого хвоста. И уткнется не просто так, а чтобы вдыхать нежный аромат пармских фиалок. Конечно, цветы на лисьем хвосте не растут. Их заменяет подкожнвя железа, кото* рая и источает благоухание. Знатоки уверяют, что на морозе запах лисьего хвоста особенно чарующ и что если убитого зверька принести в теплое помещение, запах исчезнет. Ни химический состав пахучего вещества, ни физиологический смысл этого странного явления пока неизвестны. Зато предположений немало. Одни говорят, что ароматические выделения как бы стимулируют слизистую оболочку лисьего носа, усиливают чутье. Другие твердят, что запах фиалок имеет самое прямое отношение к продолжению лисьего рода, к функции размножения. Но тогда почему хвосты самцов и самок пахнут одинаково? Да и почему «фиалки цветут» всю зиму, а не только в период гона?
Слабый пол или лучшая половина? Борьба за эмансипацию женщин имеет почти двухсотлетнюю историю и во многих странах все еще продолжается. Бывает, что сторонники женского равноправия впадают в крайность, доказывая, что женщины ие только ничуть не хуже, но и попросту лучше мужчин. Такой точки зрения придерживается и современный американский антрополог Э. Монтегю, который опубликовал недавно книгу «Природное превосходство женщины». Он утверждает, что женщина превосходит мужчину по своей биологической природе, и приводит в подтверждение множество разнообразных фактов, среди которых немало любопытных. Во-первых, женщины, как известно, дольше живут. И дело не в характере труда или образе жизни: в результатах обследования, проведенного среди 30 000 монахинь и 10 000 монахов, которые одинаково проводят свои дни ■ мллнтвах, проявилась та же тенденция. Чаще, чем женщин, мужчин поражают многие болезни, а некоторые встречаются только у мужчин (например, тяжелое наследственное заболевание крови — гемофилия, хотя передается оно как раз по женской линии). У мужчин, оказывается, более «нежная» психика: по статистике Всемирной организации здравоохранения, они совершают самоубийства в 3—5 раз чаще, чем женщины. В психиатрических больницах мужчины обычно составляют явное большинство. А о низком моральном уровне мужской половины человечества свидетельствует то, что на ее долю в США приходится 98,5% всех преступлений, караемых тюремным заключением, и 90% проступков, за которые присуждаются прочие меры наказания. Женщины, утверждает профессор Монтегю, не только порядочнее, но н умнее мужчин. У них больше мозговых извилин; сам мозг у них относительно крупнее: в среднем на него приходится 2,5% веса тела, а у мужчин — всего 2%. Конечно, само по себе это еще ничего не значит, но обследование, проведенное в нескольких штатах США, показало, что и так называемый коэффициент интеллектуальности (IQ) у женщин в среднем выше. В общем, профессор Монтегю не питает никаких сомнений относительно того, какой пол — лучший... Издательство «Наука» Цаиа 30 иол. Иидаис 71050